Круг 13Х15Н4АМ3, сталь 13Х15Н4АМ3 (ЭП310, ВНС-5), пруток нержавеющий жаропрочный ст.13Х15Н4АМ3-Ш
сделать заявку
Сталь 13Х15Н4АМ3 (ЭП310, ВНС-5) коррозионностойкая жаропрочная высоколегированная аустенитно-мартенситного класса
Сталь 13Х15Н4АМ3 применяется: для изготовления поковок, предназначенных для последующей холодной механической обработки, либо для последующей горячей механической обработки (штамповки, ковки, прокатки и т.п.) при изготовлении деталей машин; специального жаропрочного крепежа для энергетического оборудования.
Технические характеристики
Химический состав в % |
НТД | C | S | P | Mn | Cr | Ni | N | Mo | Fe | B | |
ТУ 14-1-2918-80, ТУ 14-1-2902-80 | 0,11-0,16 | ≤0,020 | ≤0,030 | ≤1,00 | 14,00-15,50 | ≤0,70 | 4,00-5,00 | 0,05-0,11 | 2,30-2,80 | Ост. | ≤0,11-0,16 |
ТУ 14-1-1505-76 | 0,11-0,16 | ≤0,020 | ≤0,030 | ≤1,00 | 14,00-15,50 | ≤0,70 | 4,0-5,0 | 0,05-0,10 | 2,30-2,80 | Ост. | — |
По ТУ 14-1-1505-76 допускаются отклонения от норм химического состава: по углероду -0,010 %, по хрому, никелю и молибдену ±0,10 % каждого элемента.
Механические свойства |
Механические свойства при 20°С |
Состояние поставки | Сечение
(мм) | t испыт.
(°C) | t отпуска
(°C) | sТ | s0,2 (МПа) | sB (МПа) | d5 (%) | d4 | d | d10 | y
(%) | KCU
(кДж/м2) | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91 | ||||||||||||||||
1350-1570 | 39,5-45,5 | |||||||||||||||
1470-1670 | 415-462 | 43,0-46,0 | ||||||||||||||
Поковки. Закалка на воздухе, в воду или в масло с 1060-1080 °C + Обработка холодом при минус 70°C (2 ч) или минус 50 °C (4 ч) + Отпуск | ||||||||||||||||
Образец | 450, 1 ч | ≥1030 | ≥1420 | ≥15 | ≥55 | ≥980 | ||||||||||
Образец | 190-210, 2 ч | ≥1080 | ≥1470 | ≥15 | ≥50 | ≥980 | ||||||||||
Тонколистовой прокат по ТУ 14-1-1505-76. Нормализация на воздухе с 1060-1080 °C + Обработка холодом при минус 70±5 °C (2 ч ± 10 мин.) + Старение при 450±10 °C (1 ч ± 10 мин.) | ||||||||||||||||
Образец | ≥1030 | ≥1422 | ≥10 | |||||||||||||
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка на воздухе, в воду или в масло с 1060-1080 °C + Обработка холодом при минус 70°C (2 ч) или минус 50 °C (4 ч) + Отпуск | ||||||||||||||||
13Х15Н4АМ3-Ш | Образец | 450, 1 ч | ≥1030 | ≥1422 | ≥15 | ≥55 | ≥980 | |||||||||
13Х15Н4АМ3-Ш | Образец | 190-210, 2 ч | ≥1079 | ≥1472 | ≥15 | ≥50 | ≥980 |
Дополнительная информация |
По ОСТ 1 90176-75 вариант термической обработки штамповок оговаривается в заказе. |
Обозначения |
Механические свойства:
|
Сталь 13Х15Н4АМ3 (ЭП310; ВНС-5) / Auremo
Обозначения
Название | Значение |
---|---|
Обозначение ГОСТ кириллица | 13Х15Н4АМ3 |
Обозначение ГОСТ латиница | 13X15h5AM3 |
Транслит | 13h25N4AM3 |
По химическим элементам | 13Cr15Н4NMo3 |
Название | Значение |
---|---|
Обозначение ГОСТ кириллица | ЭП310 |
Обозначение ГОСТ латиница | EP310 |
Транслит | EhP310 |
По химическим элементам | — |
Название | Значение |
---|---|
ВНС-5 | |
Обозначение ГОСТ латиница | BHC-5 |
Транслит | VNS-5 |
По химическим элементам | WНС-5 |
Описание
Сталь 13Х15Н4АМ3 применяется: для изготовления поковок, предназначенных для последующей холодной механической обработки, либо для последующей горячей механической обработки (штамповки, ковки, прокатки и т. п.) при изготовлении деталей машин; специального жаропрочного крепежа для энергетического оборудования.
Примечание
Коррозионно-стойкая сталь аустенитно-мартенситного класса.
Стандарты
Название | Код | Стандарты |
---|---|---|
Классификация, номенклатура и общие нормы | В20 | ОСТ 1 90005-91 |
Болванки. Заготовки. Слябы | В21 | ОСТ 1 90176-75 |
Болванки. Заготовки. Слябы | В31 | TУ 14-1-1213-75, TУ 14-1-1214-75, TУ 14-1-1626-76 |
Листы и полосы | В33 | TУ 14-1-1505-76, TУ 14-1-2931-80 |
Обработка металлов давлением. Поковки | В03 | TУ 14-1-1530-75, TУ 14-1-2902-80, TУ 14-1-2918-80 |
Сортовой и фасонный прокат | В32 | TУ 14-1-940-74, TУ 14-1-1271-75 |
Химический состав
Стандарт | C | S | P | Mn | Cr | Si | Ni | Fe | N | B | Mo |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TУ 14-1-2902-80 | 0.11-0.16 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤1 | 14-15.5 | ≤0.7 | 4-5 | Остаток | 0.05-0.11 | 0.11-0.16 | 2.3-2.8 |
TУ 14-1-1505-76 | 0.11-0.16 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤1 | 14-15.5 | ≤0.7 | 4-5 | Остаток | 0.05-0.1 | — | 2.3-2.8 |
Fe — основа.
По ТУ 14-1-2902-80, ТУ 14-1-2918-80 и ТУ 14-1-1505-76 химический состав приведен для 13Х15Н4АМ3-Ш (ЭП310-Ш).
По ТУ 14-1-1505-76 допускаются отклонения от норм химического состава: по углероду -0,010 %, по хрому, никелю и молибдену ±0,10 % каждого элемента.
Механические характеристики
Сечение, мм | t отпуска, °C | sТ|s0,2, МПа | σB, МПа | d5, % | y, % | кДж/м2, кДж/м2 | Твёрдость по Бринеллю, МПа | HRC |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91 | ||||||||
— | — | — | 1350-1570 | — | — | — | — | 39. 5-45.5 |
— | — | — | 1470-1670 | — | — | — | 415-462 | 43-46 |
Поковки. Закалка на воздухе, в воду или в масло с 1060-1080 °C + Обработка холодом при минус 70°C (2 ч) или минус 50 °C (4 ч) + Отпуск | ||||||||
450, 1 ч | ≥1030 | ≥1420 | ≥15 | ≥55 | ≥980 | — | — | |
190-210, 2 ч | ≥1080 | ≥1470 | ≥15 | ≥50 | ≥980 | — | — | |
Тонколистовой прокат по ТУ 14-1-1505-76. Нормализация на воздухе с 1060-1080 °C + Обработка холодом при минус 70±5 °C (2 ч ± 10 мин.) + Старение при 450±10 °C (1 ч ± 10 мин.) | ||||||||
— | ≥1030 | ≥1422 | ≥10 | — | — | — | — | |
Штамповки по ОСТ 1 90176-75. Закалка на воздухе, в воду или в масло с 1060-1080 °C + Обработка холодом при минус 70°C (2 ч) или минус 50 °C (4 ч) + Отпуск | ||||||||
450, 1 ч | ≥1030 | ≥1422 | ≥15 | ≥55 | ≥980 | — | — | |
190-210, 2 ч | ≥1079 | ≥1472 | ≥15 | ≥50 | ≥980 | — | — |
Описание механических обозначений
Название | Описание |
---|---|
Сечение | Сечение |
sТ|s0,2 | Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию — 0,2% |
σB | Предел кратковременной прочности |
d5 | Относительное удлинение после разрыва |
y | Относительное сужение |
кДж/м2 | Ударная вязкость |
HRC | Твёрдость по Роквеллу (индентор алмазный, сфероконический) |
ЭП310Ш(13Х15Н4АМ3-Ш)
Характеристика материала.
Сталь 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш, ВНС-5)
Марка | Сталь 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,ВНС-5) |
Классификация | Сталь жаропрочная высоколегированная |
Заменитель | СТАЛЬ 07Х16Н6 (ЭП288, Х16Н6) 18Х14Н4АМ3 |
Прочие обозначения | сталь 13Х15Н5АМЗ, сталь ЭП310, ст. 13Х15Н5АМЗ-Ш, ст. ВНС-5, ЭП310Ш,BHC-5, 13Х15НЧАМ3 |
Иностранные аналоги | |
Общая характеристика | Коррозионно-стойкая сталь аустенитно-мартенситного класса |
Применение | Сталь 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,ВНС-5) применяется в основном в авиационной технике для изготовления поковок, предназначенных для последующей холодной механической обработки, либо для последующей горячей механической обработки (штамповки, ковки, прокатки и т.п.) при изготовлении деталей машин; специального жаропрочного крепежа для энергетического оборудования;для изготовления накаткой высоконагруженных болтов, работающих как на срез, так и на растяжение. |
Вид поставки | |
Классификация, номенклатура и общие нормы | ОСТ 1 90005-91 Стали и сплавы. Показатели временного сопротивления и твердости готовых деталей. Глубина слоя при химико-термической обработке цементуемых, нитроцементуемых, азотируемых сталей. |
Сортовой и фасонный прокат | ТУ 14-1-940-74. Прутки из стали марки 13Х15НЧАМ3-Ш (ЭПЗ10-Ш). Технические условия;ТУ 14-1-1271-75. Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия. |
Лист и полосы | ТУ 14-1-1505-76 Сталь тонколистовая коррозионно-стойкая марки 13Х15Н4АМ3-Ш (ЭП310-Ш). Технические условия;ТУ 14-1-2931-80 Сталь толстолистовая коррозионностойкая. Марка 13Х15Н4АМ3-Ш (ЭП310-Ш). Технические условия |
Болванки. Заготовки. Слябы | ОСТ 1 90176-75 Штамповки из коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов. Общие технические требования;ТУ 14-1-1213-75. Заготовка горячекатаная и кованая, квадратная и прямоугольная из стали качественной углеродистой, легированной стали. Технические условия;ТУ 14-1-1626-76.Слитки листовые электрошлакового переплава из стали марки 13Х15Н4АМ3 (ЭП310). Технические условия. |
Обработка металлов давлением. Поковки | ТУ 14-1-1530-75.Поковки из сталей и сплавов для деталей машин. Технические условия;ТУ 14-1-2902-80. Поковки из высоколегированных сталей и сплавов. Технические условия;ТУ 14-1-2918-80 Поковки из высоколегированных сталей и сплавов. Технические условия. |
Химический состав в % материала 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,ВНС-5)
Химический элемент | % |
Углерод (С) | 0,13 |
Хром (Cr) | 14 — 16 |
Никель (Ni) | 4 — 6 |
Кремний (Si) , не более | 0,6 |
Азот (N) | 0,08-0,12 |
Марганец (Mn), не более | 1 |
Фосфор (P), не более | 0,035 |
Молибден (Mo) | 2-4 |
Сера (S), не более | 0,03 |
Применение стали 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,ВНС-5) в авиастроении
Высоколегированные cтaли. аустенитного класса типа 12х18н10т содержат значительное количество хрома (18%) и никеля (10%) и после закалки имеют аустенитную структуру. Из таких сталей изготовляют детали, при производстве которых требуется высокая технологическая пластичность (стрингеры, патрубки и т. д.). Аустенитные cтaли. характеризуются небольшой прочностью (500-800 МПа) и невысокой работоспособностью при жёстких условиях коррозионного воздействия атмосферы и морской среды.
Стали переходного аустенитно-мартенситного класса (07х16н6 13Х15Н4АМЗ и др.) легированы по сравнению с аустенитными сталями. меньшим количеством никеля (4-7%) и хрома (15-17%). После закалки эти cтaли. имеют преимущественно аустенитную структуру и в таком состоянии характеризуются высокой технологической пластичностью. Упрочнение деталей (до 1200-1700 МПа) достигается после закалки обработкой холодом, при которой происходит переход аустенита низкой прочности в высокопрочный мартенсит. После обработки холодом сохраняется 15-30% остаточного аустенита, что обеспечивает высокую вязкость cтaли. Окончательная термообработка сталей. этого класса — отпуск при температурах 200-450(°)С. Из сталей. переходного класса изготовляют ответственные силовые детали больших сечений, листовые детали сложной формы и т. д.
Коррозионно-стойкие стали переходного класса обладают высокой надёжностью, сопротивлением коррозии под напряжением , хорошей свариваемостью всеми видами сварки ( причём сварные соединения не требуют термической обработки).
Сталь 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,ВНС-5) с параметром прочности σв= 1400 … 1600 МПа применяют для изготовления высоконагруженных деталей и сварных узлов. Высокие параметры прочности этой стали обеспечиваются повышенным содержанием углерода и азота, а пластичности и вязкости — наличием в структуре 15 — 20% равномерно распределённого остаточного аустенита. Эту высокопрочную сталь поставляют в виде поковок, штамповок, прутков и горячекатаных листов. Термическая обработка cтaли 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,ВНС-5) состоит из закалки при температуре 10700 С, обработки холодом и отпуска при 2000 С или 3500 С. При параметре прочности σв= 1600 МПа после отпуска при температуре 2000 С сталь 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,BHC-5) имеет высокие значения вязкости разрушения, ластичности, сопротивления к концентраторам напряжений, в том числе к трещинам при длительно действующих контактах с водой.
Сталь 13Х15Н5АМЗ (ЭП310Ш,ВНС-5) используют для изготовления накаткой высоконагруженных болтов, работающих как на срез, так и на растяжение.
Слабостареющие cтaли. мартенситного класса ( 08х15н5д2т(внс2,эп410у-ш),06х14н6д2мбт(эп817) применяются для изготовления сложных сварных конструкций (лонжероны, рамы) и элементов обшивки, работающих во всех климатических условиях. Эти стали. после закалки имеют мартенситную структуру с некоторым количеством остаточного аустенита. С. подвергаются старению при температурах 410-525(°)С и имеют прочность примерно 1300 МПа, обеспечиваемую легированием углеродом (0,07%) и медью (2%), которая вызывает дисперсионное упрочнение . Низкоуглеродистые стали. хорошо свариваются и не требуют после сварки термической обработки.
Cтали. для деталей двигателя работают при повышенных температурах, сохраняя в этих условиях высокую прочность и хорошее сопротивление окислению поверхности. Жаропрочные стали. мартенситного класса (типа 13х11н2в2мф-ш(эи961ш) легированы такими элементами, как хром, никель, углерод, азот, вольфрам, молибден, ниобий, ванадий, обеспечивающими окалиностойкость, мартенситное состояние матрицы и её карбонитридное упрочнение. Эти cтaли. после закалки подвергают отпуску при 350-720(°)С; работоспособны до температур 550-650(°)С. Для работы при 650-800(°)С применяют высоколегированные аустенитные стали. типа Х12Н20Т3МР, упрочняющиеся при старении.
Все перечисленные стали. используются в авиастроении в деформированном виде.
Сталь марки 13Х15Н4АМЗ-Ш находит свое применение во многих отраслях промышленности, например, в производстве авиационной техники. Речь идет о поковках, которые предназначаются для холодной механической обработки. Из данной марки стали изготавливаются и детали, проходящие в дальнейшем горячую механическую обработку – это прокатки, штамповки, листы.
Сталь 13Х15Н4АМЗ-Ш незаменима в производстве деталей машин, а также жаропрочного крепежа, предназначенного для работы в энергетическом оборудовании. Кроме этого, сталь 13Х15Н4АМЗ-Ш находит свое применение в производстве высоконагруженных болтов методом накатки. Такие болты могут работать как на растяжение, так и на срез.
Марка стали 13Х15Н4АМЗ-Ш относится к легированным сталям с относительно небольшим количеством хрома и никеля (соответственно 15-17% и 4-7%). Рассматриваемая нами сталь относится к аустенитным, а это значит, что она имеет высокую технологическую пластичность.
Кроме хрома и никеля, в химический состав стали входит углерод, кремний, азот, марганец, фосфор, молибден и сера.
Детали из этой стали становятся более прочными после обработки холодом: непрочный аустенит превращается в намного более прочный мартенсит. После процесса обработки остается до 15-30% аустенита, поэтому сталь имеет достаточно высокую вязкость.
Окончательной термической обработкой данных сталей является отпуск при высоких температурах, от 200 до 450 градусов.
Вид полуфабриката | ТУ | Состояние полуфабриката или контрольных образцов | σ0,2 | σв | δ5 | ψ | ан |
---|---|---|---|---|---|---|---|
кгс/мм2 | % | кгс·м/см2 | |||||
Прутки катаные и кованые | Термически обработанные по режиму: | ||||||
ТУ 14-1-940-74 | 1) закаленные с 1070±10°С, охлаждение на воздухе,в воде или масле, обработка холодом при -70°С, выдержка 2 часа (или при -50°С, 4 часа), отпуск при 450°С, 1 час; | 105 | 145 | 15 | 55 | 10 | |
ТУ 14-1-569-73 | 2) закаленные с 1070±10°С, охлаждение на воздухе, в воде или масле, обработка холодом при -70°С, выдержка 2 часа (или при -50°С, 4 часа), отпуск при 200±10°С, 2 часа | 110 | 150 | 15 | 50 | 10 | |
Прутки кованые | Термически обработанные по режиму: | ||||||
ТУ 14-1-5. 10-73 | 1) закаленные с 1070±10°С, охлаждение на воздухе, в воде или масле, обработка холодом при -70°С, выдержка 2 часа (или при-50°С, 4 часа), отпуск при 450°С, 1 час; | 110 | 145 | 15 | 55 | 12 | |
2) закаленные с 1070±10°С, охлаждение на воздухе, в воде или масле, обработка холодом при -70°С, выдержка 2 часа (или при-50°С, 4 часа), отпуск при 200±10°С, 2 часа | 112 | 150 | 15 | 50 | 12 | ||
Листы горячекатаные | ЧМТУ 1-765-69 | Нормализация с 1050±10°С, охлаждение на воздухе, обработка холодомпри -70°С, выдержка 2 часа, старение при 450°С, 1 час | 105 | 145 | 10* | — | — |
* l = 5,65√F. |
Поковка круглая нержавеющая 13Х15Н4АМ3 (ЭП310; ВНС-5)
Купить поковку круглую нержавеющую 13Х15Н4АМ3 (ЭП310; ВНС-5) с доставкой в любую точку Казани и других городов от НПК «Специальная металлургия»Поковка нержавеющая — черновая заготовка или промежуточное изделие, получаемое в процессе ковки. Для получения поковки отливкам придают нужную форму и удаляют излишки, неравномерности и пустоты. Изделие подвергают термообработке — нормализации или отжигу. Термообработка облегчает последующую механическую обработку, улучшает микроструктуру и снимает внутренние напряжения. Поковки отличаются по двум основным признакам:
- по форме сечения — квадратные, прямоугольные, круглые;
- по способу изготовления — штампованные и кованые.
Штамповка — деформация металла в пределах стенок штампа. Этот способ получения поковки выгоднее и точнее: сразу обрабатывается несколько поверхностей изделия, форма готовой поковки точно повторяет форму штампа.
Ковка — деформация металла, находящегося в свободном положении. Здесь задействованы прессы, молоты, кувалды. Соблюдение размеров менее точное, чем при штамповке, но размерный ряд почти не ограничен.
Поковка 13Х15Н4АМ3 выполнена из нержавеющей стали.
Нержавеющая сталь – материал, устойчивый к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Свойства стали в основном обусловлены высоким содержанием хрома.
Поковка нержавеющая служит заготовкой для изготовления гидравлических прессов, элементов химического оборудования, машиностроительных деталей, бытовых предметов. Может использоваться и в пищевой промышленности.
Основные характеристики поковки нержавеющей 13Х15Н4АМ3:
Характеристика | Значение |
Материал | сталь нержавеющая (коррозионностойкая) |
Марка | 13Х15Н4АМ3 (ЭП310; ВНС-5) |
Вам нужна качественная сертифицированная продукция и доставка в срок от надежного поставщика? Приобретайте поковку 13Х15Н4АМ3 напрямую у ООО «НПК «Специальная металлургия». Цена товара зависит от объема заказа, места доставки и способа оплаты товара.
Сотрудничая с нами, вы заключаете договор с надежным поставщиком. У нас налажены стабильные отношения с заводами-производителями, а наш ассортимент превышает 1500 наименований. Мы гарантируем:
своевременную и качественную консультацию высококвалифицированных специалистов;
оптимальные расходы на логистику;
предоставление товарно-сопроводительной документации;
полную безопасность на всех этапах заказа, оплаты и транспортировки;
особо выгодные и гибкие условия сотрудничества постоянным клиентам.
Данный прайс-лист носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской Федерации.
Что говорил Лукашенко об ИТ на 5-м Всебелорусском собрании
11 февраля должно стартовать очередное Всебелорусское народное собрание, о котором власти говорят, как о знаковом событии для преодоления политического кризиса в стране. dev.by прочитал огромную речь Александра Лукашенко на прошлом ВНС 5 лет назад и выбрал цитаты на темы ИТ и бизнеса. Планы в 2016 году были грандиозные и очень демократичные.
Начиная рассказ о планах на будущее пятилетие, политик заявил: «Это программа развития, а не застоя; программа будущего, а не прошлого; программа действий, а не ожиданий».
Что мешало Беларуси двигаться вперёд (по мнению Лукашенко)?
Среди основных факторов — низкая инновационная активность.
- «Сохраняется почти трёхкратное отставание от высокоразвитых стран по доле высоких технологий в промышленности. Результат — мы выпускаем продукцию с невысокой добавленной стоимостью и низкой технологичностью».
- Две другие причины: невысокая производительность труда и «недостаточно эффективная инвестиционная стратегия предприятий и целых отраслей».
Переход к «зелёным» технологиям и экономика знаний
- «Мы не только сохранили и модернизировали традиционные отрасли, но и создали задел для развития принципиально новых направлений — атомной энергетики, космической, биотехнологической и других отраслей. На повестке дня — переход к „зелёным“ технологиям и экономике знаний».
- «В стране имеются значительные наработки в сфере высоких технологий, в частности, в производстве оптических и лазерных приборов, автоматизированных систем управления. Широкую известность в мире приобрел ряд компьютерных программ белорусских разработчиков. По экспорту в области компьютерных и информационных услуг на душу населения страна опережает все страны СНГ».
- «В следующей пятилетке потенциал „умной“ экономики следует серьёзно нарастить», — заявил глава государства. Сделать это планируется за счет развития высокотехнологичных производств — микроэлектроники, лазерных, био- и нанотехнологий, продукции высокоточного машиностроения, которые должны стать основой для повышения конкурентоспособности страны. Также усилия будут направлены на создание условий, при которых инновационные расходы, включая частные инвестиции, достигнут уровня 1,5% ВВП в год.
- «Необходимо сконцентрировать научно-технический потенциал страны на прорывных научных исследованиях и разработках, обеспечив их практическое внедрение в производство».
Планы на иностранные инвестиции
По мнению Лукашенко, в 2016 году «показателем мирового интереса к белорусской экономике является возросшая активность иностранных инвесторов. За последние пять лет объем иностранных инвестиций в экономику вырос в 2,5 раза, при этом привлечено почти $11 млрд на чистой основе».
- «Главным источником роста ВВП являются эффективные инвестиции. За пятилетие необходимо реализовать более 80 крупнейших инвестиционных проектов на сумму свыше $27 млрд, привлечь не менее $14 млрд внешних источников, включая полное использование кредитных линий и прямых инвестиций КНР. Это наш основной инвестор».
- «Особая роль будет отведена внешним источникам финансирования, в основе — иностранные инвестиции».
Раскрепощение деловой инициативы и предельно простая уплата налогов
- «Порядок уплаты налогов должен быть предельно простым, чтобы любой начинающий предприниматель мог разобраться и не попасть в число нарушителей».
- «Создание системных условий по улучшению ведения бизнеса — это вопросы правительства и центральных министерств. А каждодневная работа с предпринимателями и инвесторами — прямая обязанность местных органов власти»
- «Раскрепощение деловой инициативы должно стать движущей силой для восстановления экономического роста и создания новых рабочих мест».
Перспективные высокопрочные коррозионностойкие стали, легированные азотом (сравнительный анализ) Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»
УДК 669.14.018.8
О.А. Тонышева1, Н.М. Вознесенская1
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВЫСОКОПРОЧНЫЕ КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ СТАЛИ, ЛЕГИРОВАННЫЕ АЗОТОМ (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ)*
Рассмотрены перспективные высокопрочные коррозионностойкие стали, легированные азотом, в том числе с повышенным его содержанием, разработанные за последние годы во ФГУП «ВИАМ», а также совместно с ИМЕТ РАН им. А.А. Байкова. Описаны механические, коррозионные и технологические свойства этих сталей и их сварных соединений, а также способы их производства. Раскрыты принципы легирования коррозионностойких азотсодержащих сталей; показана возможность повышения их комплекса механических свойств путем применения высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО).
Ключевые слова: коррозионностойкие стали, азот, свойства.
The article considers perspective high-strength corrosion-resistant steels alloyed with nitrogen including increased content of nitrogen steels which have developed at FSUE «АН-Russian scientific research institute of aviation materials» and also in conjunction with the institute of Metallurgy and material science in recent years. It is described mechanical and corrosion properties of these steels and their welds and also methods of their production. It is revealed alloying principles of corrosion-resistant nitrogen steels and shown the possibility of increasing of their properties by means of high-temperature thermo-mechanical processing.
Keywords: corrosion-resistant steels, nitrogen, properties.
«‘Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Государственный научный центр Российской Федерации
[Federal state unitary enterprise «All-Russian scientific research institute of aviation materials» State research center of the Russian Federation] E-mail: [email protected]
* В работе принимал участие А.Б. Шалькевич.
Введение
Планер современных самолетов — сложная конструкция, для изготовления силовых элементов которого требуются высокотехнологичные, хорошо свариваемые стали, обладающие высокими прочностью и надежностью.
Высокопрочные коррозионностойкие стали применяются для изготовления некоторых деталей планера самолетов различного назначения как наиболее удовлетворяющие требуемым параметрам материалы. В качестве высокопрочных корро-зионностойких сталей для силовых деталей планера и шасси широко используются стали ВНС-5 с св~1500 МПа, ВНС-2 и ЭП817 с св>1225 МПа.
Однако достижение нового уровня развития авиации возможно только при обеспечении этой отрасли новыми материалами [1-3]. Предъявляемые конструкторами требования к снижению массы, габаритов деталей и узлов приводят к изысканию путей повышения прочности коррозионных сталей при обеспечении высоких характеристик надежности в процессе эксплуатации.
С целью повышения ресурса работы изделий при эксплуатации, а также изыскания способов удешевления их изготовления поставлена задача создания сталей с уровнем свойств, превышающем уровень свойств известных серийно применяемых сталей.
Перспективными являются коррозионностой-кие хромоникелевые стали мартенситного и пере-
ходного классов, легированные совместно углеродом и азотом и обладающие лучшим сочетанием механических и коррозионных свойств по сравнению с аналогичными углеродсодержащими сталями. Азот, как и любой элемент внедрения, повышает прочностные свойства материалов, однако азотсодержащие стали обладают довольно высокими пластическими свойствами, неприемлемыми для высокопрочного материала [4].
В настоящее время проводятся исследования коррозионностойких азотсодержащих хромонике-левых сталей аустенитного класса [5-9]. По сравнению с безазотистыми сталями азотсодержащие стали обладают повышенной прочностью (на 2535%) при сохранении высоких значений пластичности (5>50%, у>70%) [10].
Область применения аустенитных азотсодержащих сталей достаточно широка — это и транспортное машиностроение, и судостроение, и медицина, и химическая промышленность.
Положительный эффект от азота как легирующего элемента заключается в том, что он приводит к снижению энергии дефектов упаковки, расширяя область существования аустенита, сужает область существования дельта-феррита, охрупчи-вающего сталь, а также позволяет уменьшить количество элементов, стабилизирующих аустенит (углерода и никеля). Кроме того, азот является наиболее дешевым элементом, применяющимся для легирования сталей [11].
Таблица 1
Сравнительные механические свойства высокопрочных коррозионностойких сталей переходного класса (средние значения)
Свойства Значения свойств для стали (содержание углерода/азота, %)
ВНС-65 (0,18-0,20)/(0,07-0,09) ВНС-5 (0,11-0,16)/(0,05-0,10) АМ-355 (США)
ав, МПа 1700 1550 1550
а0,2, МПа 1300 1200 1250
85, % 15-20 18 12
% 55-60 60 38
КСУ, Дж/см2 (гн=0,25 мм) 65 90 23
Кь, МПа 145 175 86
МЦУ (N=2 105 цикл): атах, МПа, при К 1,035 1,7 2,2 970 765 600 450 —
Коррозия под напряжением при а=980 МПа (КСТ-35): время до разрушения тразр, год >1 >1 —
Таблица 2
Механические свойства высокопрочных коррозионностойких сталей мартенситного класса ВНС-73 и ЭП817
Свойства Значения свойств для стали (содержание углерода/азота, %)
ВНС-73 (0,08-0,12)/(0,05-0,10) ЭП817 (0,05-0,08)/(-)
ав, МПа >1375 >1225
а0,2, МПа 1200 930
§5, % 15 15
¥, % 55 55
КСТ, Дж/см2 65 70
К1с, МПа 145 175
МЦУ: атах, МПа (при N=2 105 цикл; К=2,2) 608 490
, МПа в. 2-105 циклов; К=2,2). Получить такие характеристики удалось благодаря легированию углеродом и азотом в заданном суммарном процентном соотношении, а также кремнием и кобальтом. Химический состав стали ВНС-65 подобран с таким расчетом, чтобы после упрочняющей термообработки структура состояла на 80-85% из мартенсита, 20-15% -остаточного аустенита и без дельта-феррита. Высокий комплекс механических свойств позволяет использовать сталь ВНС-65 для изготовления ответственных тяжелонагруженных деталей планера и шасси.
В настоящее время сталь ВНС-65 применяется при производстве силовых деталей в изделии пятого поколения Т-50 разработки ОАО «ОКБ Сухого». Сталь ВНС-65 не имеет аналогов как в России, так и за рубежом (табл. 1).
Термическая обработка сварных стальных соединений способствует выравниванию структуры, характеризующейся после сварки разнозернисто-стью [13].
В ряде случаев проведение термической обработки сложных тонколистовых крупногабаритных сварных конструкций с большим перепадом сечения весьма проблематично. Для решения этой проблемы создана высокопрочная коррозионно-стойкая сталь ВНС-73 (10Х13Н4К4М3С2А) [14], не требующая обязательной термической обработки после сварки.
Химический состав стали ВНС-73 разработан на базе химического состава широко применяемой стали ЭП817 (06Х14Н6Д2МБТ) аналогичного назначения. Дополнительное легирование этой стали азотом, кремнием и кобальтом позволило получить материал с более высокими характеристиками прочности и надежности (скорость роста трещины усталости и сопротивление малоцикловой усталости) как сварных, так и несварных деталей (табл. 2). Сталь ВНС-73 предназначена для изготовления силовых деталей самолетов, длительно работающих при температурах от -70 до +200°С во всеклиматических условиях. Сталь ВНС-73 хорошо сваривается аргоно-дуговой сваркой (АрДЭС) с присадкой и без присадки, после сварки не требует обязательной термообработки.
В вышеперечисленных сталях мартенситного и аустенито-мартенситного классов содержание азота, способного растворяться в твердом растворе, не превышает 0,10%. Увеличение его количе-
ства сверх указанной цифры позволило разработать стали с новой системой легирования Cr-Ni-N без дорогих и дефицитных элементов — кобальта и молибдена. По физико-механическим свойствам такие стали не уступают сталям традиционной системы легирования.
Одной из сталей с повышенным содержанием азота (0,12-0,13%) является высокопрочная кор-розионностойкая экономнолегированная сталь ВНС-74 (05Х16Н5АБ) мартенситного класса [15], разработанная во ФГУП «ВИАМ» совместно с ИМЕТ РАН им. А.А. Байкова для изготовления крепежных деталей.
В машиностроительной отрасли промышленности для изготовления крепежа (болтов, гаек и т. д.), в том числе сложной формы и малых размеров, используется метод холодной высадки, позволяющий изготовлять изделия, практически не требующие последующей механической обработки. Данный метод обеспечивает деталям качество, надежность и прочность благодаря сохранению правильного расположения волокон в деталях [16]. Кроме того, отсутствие нагрева под высадку позволяет получить более точные размеры деталей и с более чистой поверхностью.
Процесс холодной высадки зависит от многих факторов, основными из которых являются пластичность материала, подвергаемого деформации, химический состав, механические свойства, величина зерна [17].
В настоящее время методом холодной высадки можно получить крепеж из высокопрочной коррозион-ностойкой стали СН-2А (07Х16Н6) с св=1177 МПа и тср=686 МПа. Сталь ВНС-74, разработанная для изготовления высадного крепежа, получаемого холодной деформацией, обладает более высокими прочностными характеристиками (табл. 3) и является более технологичной.
Исследование механических свойств крепежных деталей, изготовленных на ОАО «Нормаль» из стали ВНС-74, показало, что при высокой прочности детали обладают высокой пластичностью и не чувствительны к перекосу 6 град. Сталь ВНС-74 рекомендуется для эксплуатации при температурах от -70 до +200°С во всеклиматиче-ских условиях.
Разработана коррозионностойкая экономноле-гированная сталь ВНС-72 (15Х14Н4ГАМ) [18], содержащая до 0,14-0,15% азота, которая отличается помимо высоких прочностных параметров (св=1750 МПа) высокими пластичностью, надежностью и трещиностойкостью [19]. Сталь принадлежит к аустенито-мартенситному (переход-ному) классу, упрочняется за счет суммарного содержания азота и углерода ~0,30%.
Несмотря на высокое содержание азота, сталь ВНС-72 хорошо сваривается аргоно-дуговой сваркой с присадкой, имеет удовлетворительные значения ударной вязкости как при комнатной, так и при отрицательных температурах в состоянии «сварка+термообработка» [20]:
Таблица 3
Механические свойства экономнолегированной стали ВНС-74 и стали СН-2А
Свойства Значения свойств для стали (содержание углерода/азота, %)
ВНС-74 (0,03-0,07)/(0,12-0,14) СН-2А (0,07)/(—)
ов, МПа 1400 1177
а0д, МПа 1200 880
Тср, МПа 950 686
а_1, МПа (¥=107 цикл) 730 540
Разрушающая нагрузка, Н:
при разрыве 53900 36554
при срезе 46305 33722
Таблица 4
Механические свойства сталей ВНС-72, ВНС-5 и ВНС-43
Свойства Значения свойств для стали (содержание углерода/азота, %)
ВНС-72 (0,14-0,16)/(0,14-0,16) ВНС-5 (0,11-0,16)/(0,05-0,10) ВНС-43 (0,16—0,21 )/(0,04—0,09)
ов, МПа 1750 1470 1570
Оо,2, МПа 1350 1200 1225
KСV, Дж/см2 (гн=0,25 мм) 80 90 70
СРТУ: d//dN, мм/кцикл (при ДК=31 МПа Л ) 0,22 0,30 0,25
Ки, МПа Л 145 175 130
МЦУ: атах, МПа (при АЪ2-105 цикл; К=2,2) 700 400 500
Ов. св, МПа (ЭЛС+термообработка) 1600 1400 1600
Таблица 5
Сравнительные механические свойства азотсодержащей стали ВНС-53ПД и сталей 12Х18Н10Т и ВНС-2 (для труб)
Свойства Значения свойств для стали (содержание углерода/азота, %)
ВНС53-ПД (<0,08/0,5) 12Х18Н10Т ВНС-2
ов, МПа 980 600 880
о0,2, МПа 780 280 686
о.1, МПа 400 220 320
85, % 20 40 10
— присадка 08Х14Н7КВМ-ВИ —
КСУЩ° ‘ =76,5 Дж/см2, КСУЩВ =74 Дж/см2
KCVЛ+I20IЯ с плавления =95 Дж/см2;
— присадка ВНС-72 —
КСУЩВ ‘ =60 Дж/см2, КСУЩ° =50 Дж/см2
КСУ;
-+2В’
линия с пл а вле ния
=90 Дж/см2.
Сталь ВНС-72 предназначена для изготовления силовых деталей планера, шасси, крепежа взамен сталей серийного производства ВНС-5 и ВНС-43. Механические свойства стали ВНС-72, а
также серийных сталей ВНС-5 и ВНС-43 представлены в табл. 4.
Сталь ВНС-72 хорошо деформируется в горячем состоянии со степенью обжатия до 80% без образования трещин, что позволяет использовать метод высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) для повышения механических и коррозионных свойств благодаря формированию фрагментированной субструктуры. При использовании ВТМО сталь при деформации 5070% не чувствительна к коррозионному растрескиванию в камере солевого тумана (КСТ-35) -при приложенных напряжениях 980, 880 и 780 МПа образцы выдерживают испытания без разрушения >1 года [21]. Фрагментированная суб-
структура способствует также повышению сопротивления усталостному разрушению [22].
Высокопрочные коррозионностойкие стали, упрочняемые углеродом и азотом, выплавляются, как правило, в открытых индукционных или дуговых печах с последующим электрошлаковым переплавом (ЭШП). Выплавка в вакууме, а также последующие вакуумно-дуговой или электроннолучевой переплавы резко снижают содержание азота в стали [23, 24].
В сталях мартенситного или аустенито-мартенситного класса растворимость азота без применения специальных методов выплавки составляет ~0,10%. Однако при легировании сталей элементами, увеличивающими растворимость азота (Сг, Мп и др.), при выплавке на оптимальный фазовый состав для получения требуемых механических свойств растворимость азота повышается — до 0,15% в сталях переходного класса (сталь ВНС-72) и до 0,13% в сталях мартенситного класса (сталь ВНС-74) с получением плотных слитков.
Структура аустенитных сталей позволяет легировать их большим количеством азота вследствие высокой растворимости его атомов в решетке у-Ре. Кроме того, наличие хрома >12% в корро-зионностойких сталях способствует повышению растворимости азота.
Высокое давление, несжимаемость гидрожидкости, колебание давления — все это предъявляет повышенные требования к трубопроводам. В связи с этим материал для изготовления трубопроводов должен обладать прочностью и жесткостью, высокой технологичностью, чтобы была возможность легко производить необходимые изгибы детали, надежно противостоять действию вибраций (переменным нагрузкам). Необходимость снижения массы деталей и повышения характеристик прочности и надежности обусловила разработку нового материала, имеющего преимущество перед сталями аналогичного назначения.
В авиационных трубопроводах применяли аустенитную сталь 12Х18Н10Т с пределом прочности >550 МПа, а также сталь ВНС-2 мартенситного класса с пределом прочности >880 МПа. Сталь ВНС-2 после упрочняющей термообработки состоит из мартенсита, остаточного аустенита и фаз, выделившихся при старении. Вследствие высокой твердости эти фазы, а также присутствующие в стали неметаллические включения являются концентраторами напряжений, которые в тонкостенных трубах могут приводить к их преждевременному разрушению.
Высокопрочная коррозионностойкая аустенит-ная сталь ВНС-53 (08Х21Г11АН6) отличается высоким содержанием азота (до 0,5-0,6%) и обладает прочностью >980 МПа. Данная сталь разработана как материал для тонкостенных трубопроводов гидросистем высокого давления летательных аппаратов, работающих во всеклиматических условиях в контакте с авиационными гидрожидкостями при температурах от -70 до +300°С.
Сталь ВНС-53 помимо прочностных характеристик превосходит стали-аналоги по показателям выносливости при сохранении хорошей пластичности и технологичности (табл. 5).
Указанный в табл. 5 комплекс механических свойств стали ВНС-53 достигается благодаря упрочнению аустенитной матрицы легированием одновременно углеродом и азотом при заданной сумме этих элементов. В структуре стали отсутствует дельта-феррит, образование которого облегчено при высоком содержании хрома. Уменьшение количества дельта-феррита возможно путем повышения содержания никеля [25]. В стали ВНС-53 выделение дельта-феррита подавляется азотом как аустенитообразующим элементом, который частично заменяет никель.
Заключение
Азотсодержащие коррозионностойкие хромо-никелевые стали являются перспективными материалами для авиационной техники, обладающими лучшим сочетанием механических и коррозионных свойств по сравнению с углеродсодержащи-ми сталями.
Упрочнение сталей с азотом в количестве до 0,10% достигается благодаря углероду, азоту, а также другим элементам, таким как кремний, кобальт и молибден (стали ВНС-73, ВНС-65).
При содержании в стали азота >0,10% помимо высоких прочностных характеристик сталь обладает высокими значениями пластичности и вязкости и не требует введения дорогих легирующих элементов (Со, Мо).
Выплавка азотсодержащих высокопрочных коррозионностойких сталей проводится в открытой индукционной или дуговой печи с последующим ЭШП.
Стали с повышенным содержанием азота (>0,10%) требуют специального метода выплавки в печах с избыточным давлением или рационального расчета химического и фазового состава, способствующего удержанию азота в твердом растворе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития
материалов и технологий их переработки на период до 2030 года //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 7-17.
2. Каблов Е.Н. Современные материалы — основа инно-
вационной модернизации России //Металлы Евразии. 2012. №3. С. 10-15.
3. Каблов Е.Н. ВИАМ. Направление главного уда-
ра //Наука и жизнь. 2012. №6. С. 14-19.
4. Тонышева О.А., Вознесенская Н.М., Елисеев Э.А., Шалькевич А.Б. Новая высокопрочная экономноле-гированная азотсодержащая сталь повышенной надежности //Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 84-88.
5. Березовская В.В., Костина М.В., Блинов Е.В., Бобро-
ва Б.Е., Банных И.О. Влияние термической обработки на структуру высокоазотистых аустенитных коррозионностойких сталей 04Х22АГ17Н8М2Ф и 07Х20АГ9Н8МФ //Металлы. 2009. №2. С. 61-68.
6. Блинов Е.В., Хадыев М.С. Исследование структуры и
механических свойств коррозионностойких высокоазотистых сталей 04Х22АГ15Н8М2Ф и 05Х19АГ10Н7МБФ //Металлы. 2009. №2. С. 93-99.
7. Березовская В.В., Банных О.А., Костина М.В., Бли-
нов Е.В., Шестаков А.И., Саврай Р.А. Влияние термической обработки на структуру и свойства высокоазотистой аустенитной коррозионностойкой стали 03Х20АГ11Н7М2 //Металлы. 2010. №2. С. 34-44.
8. Установщиков Ю.И., Блинов В.М. Структурные и
фазовые превращения высокоазотистой стали 05Х20АГ10Н3МФ при термическом воздействии //Металлы. 2012. №1. С. 72-79.
9. Блинов Е.В., Терентьев В.Ф., Просвирнин Д.В., Бли-
нов В.М., Бакунова Н.В. Циклическая прочность коррозионностойкой аустенитной азотсодержащей стали 05Х22АГ15Н8МФ в условиях повторного растяжения //Металлы. 2012. №1. С. 80-87.
10. Науменко В.В., Шлямнев А.П., Филиппов Г.А. Азот в аустенитных нержавеющих сталях различных систем легирования //Металлург. 2011. №6. С. 46-53.
11. Королев М.Л. Азот как легирующий элемент стали. М.: Металлургиздат. 1961. С. 4.
12. Высокопрочная коррозионностойкая сталь аустени-то-мартенситного класса: пат. 2164546 Рос. Федерация; опубл. 27.03.2001.
13. Лукин В.И., Банас И.П., Ковальчук В.Г., Голев Е.В. Аргоно-дуговая сварка высокопрочной цементуемой стали ВНС-63 //Труды ВИАМ. 2013. №8. Ст. 01 (viam-works.ru).
14. Высокопрочная коррозионностойкая сталь мартен-ситного класса и изделие, выполненное из нее: пат. 2291912 Рос. Федерация; опубл. 10.11.2005.
15. Высокопрочная коррозионностойкая сталь: пат. 2318068 Рос. Федерация; опубл. 21.11.2005.
16. Мокринский В.И. Производство болтов холодной объемной штамповкой. М.: Металлургия. 1978. 71 с.
17. Мисожников В.М., Гринберг М.Я. Технология холодной высадки металла. М.: Машгиз. 1951. 310 с.
18. Высокопрочная коррозионностойкая сталь и изделие, выполненное из нее: пат. 2214474 Рос. Федерация; опубл. 20.10.2003.
19. Тонышева О.А., Вознесенская Н.М., Елисеев Э.А., Шалькевич А.Б. Исследование новой высокопрочной экономнолегированной азотосодержащей стали повышенной надежности //Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. №SP2. С. 17-20.
20. Лукин В.И., Вознесенская Н.М., Ковальчук В.Г., Голев Е.В., Саморуков М.Л. Сварка высокопрочной коррозионностойкой стали ВНС-72 //Сварочное производство. 2012. №10. С. 31-35.
21. Тонышева О.А., Вознесенская Н.М., Шалькевич А.Б., Петраков А.Ф. Исследование влияния высокотемпературной термомеханической обработки на структуру, технологические, механические и коррозионные свойства высокопрочной коррозион-ностойкой стали переходного класса с повышенным содержанием азота //Авиационные материалы и технологии. 2012. №3. С. 31-36.
22. Панин В.Е., Каблов Е.Н., Плешанов В.С., Кли-менов В.А., Иванов Ю.Ф., Почивалов Ю.И., Кибиткин В.В., Напрюшкин А.А., Нехорош-ков О.Н., Лукин В.И., Сапожников С.В. Влияние ультразвуковой ударной обработки на структуру и сопротивление усталости сварных соединений высокопрочной стали ВКС-12 //Физическая мезоме-ханика. 2006. Т. 9. №2. С. 85-96.
23. Маркова Е.С., Якушева Н.А., Покровская Н.Г., Шалькевич А.Б. Технологические особенности производства мартенситостреющей стали ВКС-180 //Труды ВИАМ. 2013. №7. Ст. 01 (viam-works.ru).
24. Щербаков А.И., Мосолов А.Н., Калицев В.А. Восстановление технологии получения бериллийсодер-жащей стали ВНС-32-ВИ //Труды ВИАМ. 2014. №5. Ст. 01 (viam-works.ru).
25. Разуваев Е.И., Капитаненко Д.В. Влияние термомеханической обработки на структуру и свойства аустенитных сталей //Труды ВИАМ. 2013. №5. Ст. 01 (viam-works.ru).
Как работает стимуляция блуждающего нерва?
Стимуляция блуждающего нерва | Американская ассоциация неврологических хирургов |
блуждающий нерв является одной из 12 пар черепных нервов , которые берут начало в головном мозге и являются частью вегетативной нервной системы, которая контролирует непроизвольные функции организма. Нерв проходит через шею между грудной клеткой, брюшной полостью и нижней частью мозга.Он связан с моторными функциями голосового аппарата, диафрагмы, желудка и сердца, а также с сенсорными функциями ушей и языка. Он связан как с моторными, так и с сенсорными функциями в носовых пазухах и пищеводе.
Стимуляция блуждающего нерва (VNS) посылает в мозг регулярные мягкие импульсы электрической энергии через блуждающий нерв через устройство, подобное кардиостимулятору. Во время этой операции мозг не вовлекается физически, и пациенты, как правило, не могут чувствовать пульс. Важно помнить, что VNS — это вариант лечения, ограничиваемый отдельными людьми с эпилепсией или устойчивой к лечению депрессией.
Лица с любым из следующих критериев потенциально могут быть неподходящими кандидатами для VNS:
Имплантация ВНС
Эта процедура, выполняемая нейрохирургом, обычно занимает у пациента около 45-90 минут под общим наркозом. Обычно это выполняется в амбулаторных условиях. Как и при любых операциях, существует небольшой риск заражения. Другие хирургические риски ВНС включают воспаление или боль в месте разреза, повреждение близлежащих нервов и сужение нерва.
Для процедуры требуется два небольших разреза. Первый делается в верхней левой части грудной клетки, где имплантирован генератор импульсов (Генератор импульсов, рис. 1). Второй разрез делается горизонтально на левой стороне нижней части шеи по складке кожи. Сюда вставляются тонкие гибкие провода, соединяющие генератор импульсов с блуждающим нервом (отведение, рис. 2).
Генератор импульсов (Рисунок 1) *
Свинец (Рисунок 2) *
Устройство или имплантат представляет собой плоский круглый кусок металла размером около полутора дюймов (4 сантиметра) в поперечнике и толщиной 10–13 мм, в зависимости от используемой модели (генератор импульсов, рис. 1).Новые модели могут быть несколько меньше. Стимулятор содержит батарею, которой хватает на срок от одного до 15 лет. Когда батарея разряжена, стимулятор заменяется менее инвазивной процедурой, которая требует только открытия разреза грудной стенки.
Стимулятор обычно активируется через две-четыре недели после имплантации, хотя в некоторых случаях он может быть активирован в операционной во время имплантации. Лечащий невролог программирует стимулятор в своем офисе с помощью небольшого портативного компьютера, программного обеспечения для программирования и палочки для программирования (Programming Wand, рисунок 3).Сила и продолжительность электрических импульсов программируются. Величина стимуляции варьируется в зависимости от случая, но обычно начинается с низкого уровня и постепенно увеличивается до уровня, подходящего для человека. Устройство работает непрерывно и запрограммировано на включение и выключение на определенные периоды времени — например, 30 секунд включения и 5 минут выключения.
Пациентам предоставляется портативный магнит (магнитный браслет, рис. 4) для управления стимулятором дома (который должен быть включен врачом в режим магнита).Когда магнит перемещается по участку генератора импульсов, дополнительная стимуляция осуществляется независимо от графика лечения. Удерживание магнита над генератором импульсов отключит стимуляцию, пока магнит находится в нужном положении. Удаление возобновит цикл стимуляции. Все действия, выполняемые с помощью магнита, могут выполняться пациентом, членами семьи, друзьями или опекунами.
Жезл программирования (Рисунок 3) *
Магнитный браслет (Рисунок 4) *
Побочные эффекты чаще всего связаны со стимуляцией и обычно улучшаются со временем.Они могут включать любое из следующего:
- Охриплость
- Усиленный кашель
- Изменения голоса / речи
- Общая боль
- Боль в горле или шее
- Спазмы горла или гортани
- Головная боль
- Бессонница
- Несварение
- Мышечные движения или подергивания, связанные со стимуляцией
- Тошнота или рвота
- Нарушение осязания
- Покалывание или покалывание в коже
Из них наиболее распространенными и обычно временными являются охриплость голоса, кашель, першение в горле и одышка.
Советы / рекомендации для пациентов
Если вы получили VNS, вам следует внимательно следить за своим состоянием и общим состоянием здоровья. Если произойдет что-либо из следующего, немедленно позвоните своему врачу:
- Постоянно хриплый голос
- Стимуляция, которая становится болезненной или нерегулярной
- Стимуляция, вызывающая удушье, затруднение дыхания или глотания или изменение частоты сердечных сокращений
- Изменения уровня вашего сознания, например повышенная сонливость.
- Признаки того, что генератор импульсов может не стимулировать должным образом или что батарея разряжена (устройство перестает работать)
- Любые новые или необычные изменения, относящиеся непосредственно к стимуляции.
Кроме того, вам следует позвонить своему врачу перед прохождением каких-либо медицинских тестов, которые могут повлиять или повлиять на VNS, таких как магнитно-резонансная томография (МРТ), или до того, как вам будут имплантированы какие-либо другие медицинские устройства.
Эпилепсия
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило VNS для лечения судорог в 1997 году. VNS можно рассматривать как вариант лечения для пациентов, которые попробовали два или более противоэпилептических препаратов (AED) без надлежащего контроля их припадки или у пациентов, которые не ответили на AED и не могут перенести операцию на головном мозге. Важно помнить, что VNS используется вместе с AED, а не вместо них.Кроме того, VNS считается паллиативной процедурой , которая может эффективно улучшить контроль над приступами, но обычно не дает полного избавления от приступов. Эффект на судороги у пациента может занять до двух лет. Если VNS окажется эффективным, это может позволить пациенту со временем снизить дозировку AED.
Цель VNS — уменьшить количество, продолжительность и тяжесть припадков. VNS также может сократить время, необходимое для восстановления после припадка.Однако не у всех пациентов VNS успешна. Успех этого лечения различается — некоторые пациенты сообщают о менее частых приступах, другие — о небольшом их уменьшении, а некоторые пациенты вообще не реагируют.
У отдельных пациентов с эпилепсией были отмечены следующие результаты:
- менее тяжелые или более короткие приступы
- Лучшее выздоровление после судорог (постиктальный период)
- Улучшение самочувствия
- Улучшение настроения
- Повышение внимательности, памяти и когнитивных навыков
- Меньше обращений в отделение неотложной помощи
Для людей с предупреждениями (аурами) перед приступами активация стимулятора с помощью магнита при появлении предупреждения может помочь сократить или даже остановить приступы.
Лечебно-стойкая депрессия
Вскоре после того, как FDA одобрило VNS в качестве средства для лечения судорог, отчеты показали возможное снижение симптомов депрессии на у пациентов, которым имплантировали устройство для контроля припадков. Считается, что, как и электросудорожная терапия , VNS использует электричество, чтобы влиять на выработку в мозге химических веществ, называемых нейротрансмиттерами. Депрессия была связана с дисбалансом этих химических веществ.
В исследованиях с участием более 200 пациентов, которые привели к одобрению FDA в 2005 году VNS для лечения резистентной депрессии (TRD), устройство не показало никаких преимуществ в течение первых двух или трех месяцев. Однако через год 20-30 процентов пациентов сообщили о значительных улучшениях, а половина этих пациентов сообщили, что их симптомы почти полностью исчезли. Однако у других пациентов не наступило улучшение или их симптомы ухудшились. VNS был одобрен FDA для людей с хроническими или рецидивирующими TRD, которые не ответили на четыре или более адекватных лечения.
VNS не следует назначать пациентам с одним из следующих состояний:
Существует много споров относительно эффективности VNS в качестве лечения TRD, и на этом этапе ведется работа над дополнительными данными о результатах. В настоящее время VNS не покрывается страховкой TRD большинством страховщиков. Однако, в зависимости от результатов незавершенных исследований, он может снова достичь точки страхового покрытия.
* Изображение предоставлено: Cyberonics, Inc.
AANS не одобряет какие-либо виды лечения, процедуры, продукты или врачей, упомянутые в этих информационных бюллетенях о пациентах.Эта информация предоставляется в качестве образовательной услуги и не предназначена для использования в качестве медицинской консультации. Любой, кому нужен конкретный нейрохирургический совет или помощь, должен проконсультироваться со своим нейрохирургом или найти его в своем районе с помощью онлайн-инструмента AANS ’Find a Board-Certified Neurosurgeon.
Псевдоангинальная боль в груди, связанная со стимуляцией блуждающего нерва: клинический случай | BMC Neurology
Здесь мы сообщаем о случае вызванной VNS псевдоангинальной боли в груди. Насколько нам известно, ранее об этом не сообщалось.
В многочисленных отчетах о случаях описывалась интраоперационная и послеоперационная брадикардия, асистолия и аритмии, связанные с размещением и активацией VNS [7, 8, 10]. Эти симптомы были приписаны стимуляции нисходящих парасимпатических волокон левого блуждающего нерва, которые иннервируют синоатриальный (СА) узел. Мы рассматриваем предполагаемые механизмы, лежащие в основе типичной ангинозной боли, чтобы понять вероятные механизмы, участвующие в ее возникновении.
Сердечная ангинозная боль — сложное явление, вероятно, опосредованное несколькими сенсорными путями.Foreman et al. описывают ангинозную боль, которая в первую очередь передается через симпатические афференты спинного мозга с клеточными телами, расположенными в ганглии задних корешков. Первичные аксоны перемещаются по тракту Лиссауэра к синапсу на вторичных нейронах, которые затем выпускают аксоны, восходящие по спиноталамическому тракту (STT) к таламусу. Соматические симптомы, возникающие во время ангинозной боли, приписываются соматическим и висцеральным афферентным волокнам, которые сходятся в общем пуле STT-клеток, что приводит к отнесению боли к соматическим структурам, проявляющейся как боль в грудины или иррадиации в левой руке [11].
Стратегии стимуляции спинного мозга (SCS) были разработаны для нацеливания на нейроны STT с целью снижения их активности и облегчения стенокардии, вызванной коронарной ишемией [12]. В частности, есть доказательства того, что SCS напрямую подавляет сердечную ноцицепцию, но также косвенно улучшает сердечную функцию за счет перераспределения кровотока и снижения потребности кардиомиоцитов в кислороде, которые считаются основными факторами, вызывающими ишемическую стенокардию [12,13,14 ].
Foreman et al.также описывают вторичный ноцицептивный путь, передающийся через афференты блуждающего нерва. Такие волокна, иннервирующие сердце, синапсы в ядре солитарного тракта (НТС). Оттуда вторичные нейроны спускаются к C1–2 и заканчиваются на нейронах STT (Рис. 2) [11]. Этот механизм похож на тот, который связан с невралгией языкоглотки [11]. Путь постсинаптического дорсального столба (PSDC) участвует в механорецепции сердца, но нет доказательств того, что он участвует в сердечной боли [15].
Фиг.2Схематическое изображение пути вагусной боли. 1: Блуждающий нерв 2: Ядро солитарного тракта в продолговатом мозге 3: Нисходящие парасимпатические волокна на уровне C1–2, входящие в дорсальный рог спинного мозга 4: Спиноталамические нейроны, выходящие из спинного мозга по пути к таламусу 5: Проекции спиноталамических нейронов на центральную латеральную мышцу, центральный медианный парафасцикулярный и вентральные заднебоковые ядра таламуса
Сенсорные окончания первично немиелинизированных афферентов блуждающего нерва распределены по сердечным областям.Кстати, было обнаружено, что большая концентрация окончаний блуждающего нерва иннервирует нижне-заднюю стенку левого желудочка. Ишемия и инфаркт этой области сердца приводят к усилению вагусной реакции, что приводит к брадикардии, гипотонии и ноцицепции [11].
Middlekauf et al. описали действие аденозина на рецепторы А1 афферентов блуждающего нерва, чтобы опосредовать ноцицепцию во время ишемических событий [9, 16]. Свидетельство интеграции ноцицептивных входов происходит на уровне нейронов STT.Однако были задействованы дополнительные центры интеграции, включая парабрахиальное ядро, ядро перилокуса голубого пятна, а также ядро большого шва [11]. Висцеральные и соматические волокна проходят к таламусу через STT, особенно к вентропостеролатеральному (VPL) ядру в латеральном таламусе, а также к центральным ядрам латеральной мышцы (CL) и центрум medianum-parafascicularis (CM) во интраламинарном таламусе [9]. Ноцицептивная информация объединяется в общих центральных нейронах в более высокие области коры и миндалины [11].Информация, передаваемая в медиальный и латеральный таламус, передается в соматосенсорную кору, где могут обрабатываться особенности болезненных стимулов, такие как местоположение, продолжительность и интенсивность. Пути к миндалевидному телу, островку и поясной извилине играют роль в эмоциональном восприятии болезненных стимулов и могут усиливать ноцицептивное восприятие [11]. Важно отметить, что стимуляция блуждающего нерва у нашей пациентки избирательно активировала афферентный кардиальный висцеральный ноцицептивный компонент блуждающего нерва без каких-либо других изменений, как ретроспективных, так и антероградных.
Таким образом, типичная сердечная ангинозная боль возникает при активации различных ноцицептивных путей. Однако стимуляция блуждающего нерва не объясняет активацию всех вышеупомянутых путей, участвующих в возникновении истинной ангинозной боли. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы охарактеризовать конвергентные связи, участвующие в опосредовании сердечной боли.
Несмотря на то, что VNS хорошо переносится большинством пациентов, важно знать, что он может вызывать псевдоангинальные симптомы при отсутствии реальных повреждений миокарда.Как и в случае с любыми сердечными симптомами, безусловно, необходимо провести обширную работу по исключению ишемической причины (как это было сделано с этим пациентом), прежде чем отбрасывать такие симптомы как «псевдоангинальные». У редких пациентов такая боль может ограничивать возможность продолжения терапии VNS для уменьшения приступов.
Стимуляция блуждающего нерва (VNS) -индуцированная послойно-специфическая модуляция вызванных ответов в сенсорной коре крыс
Theodore, W. H. & Fisher, R. S. Стимуляция мозга при эпилепсии. Lancet Neurol. 3 , 111–118 (2004).
PubMed Статья Google Scholar
Дарио, Дж. Э., Эдвард, Ф. К. и Куртис, И. А. Стимуляция блуждающего нерва при эпилепсии: метаанализ эффективности и предикторов реакции. J. Neurosurg. JNS 115 , 1248–1255 (2011).
Артикул Google Scholar
Раш, А. Дж. и др. .Стимуляция блуждающего нерва (VNS) для лечения устойчивых депрессий: многоцентровое исследование. Biol. Психиатр 47 , 276–286 (2000).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Вани, А., Тревино, К., Марнелл, П. и Хусейн, М. М. Достижения в области стимуляции мозга при депрессии. Ann. Clin. психиатрия: Off. Варенье. Акад. Clin. Психиатры 25 , 217–224 (2013).
Google Scholar
Groves, D. A. & Brown, V. J. Стимуляция блуждающего нерва: обзор ее применения и потенциальных механизмов, которые опосредуют ее клинические эффекты. Neurosci. Biobehav. Ред. 29 , 493–500 (2005).
PubMed Статья Google Scholar
Генри Т. Р. Терапевтические механизмы стимуляции блуждающего нерва. Неврология 59 , S3–14 (2002).
PubMed Статья Google Scholar
Ness, T. J., Fillingim, R. B., Randich, A., Backensto, E. M. и Faught, E. Стимуляция блуждающего нерва низкой интенсивности снижает пороги тепловой боли человека. Боль 86 , 81–85 (2000).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Кларк, К. Б., Наритоку, Д. К., Смит, Д. К., Браунинг, Р. А. и Дженсен, Р. А. Улучшенная память распознавания после стимуляции блуждающего нерва у людей. Nat. Neurosci. 2 , 94–98 (1999).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Sjogren, M. J. et al. . Когнитивный эффект стимуляции блуждающего нерва у пациентов с болезнью Альцгеймера: пилотное исследование. J. Clin. психиатрия 63 , 972–980 (2002).
PubMed Статья Google Scholar
Гасибех Г. А., Шенкер Дж. И., Шенал Б., Усман Б. М. и Хейлман К. М. Влияние стимуляции блуждающего нерва на память. Cogn. Behav. Neurol. 19 , 119–122 (2006).
PubMed Статья Google Scholar
Meisenhelter, S. & Jobst, B.C. Нейростимуляция для улучшения памяти при эпилепсии. Curr Neurol Neurosci 18 (2018).
Джордж, М.С. и др. . Пилотное исследование стимуляции блуждающего нерва (VNS) для лечения резистентных тревожных расстройств. Стимул мозга. 1 , 112–121 (2008).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Пена, Д. Ф. и др. . Стимуляция блуждающего нерва способствует исчезновению условного страха и модулирует пластичность пути от вентромедиальной префронтальной коры к миндалине. Front Behav Neurosci 8 (2014).
Мартин, К. О., Денбург, Н. Л., Транель, Д., Граннер, М. А. и Бехара, А. Влияние стимуляции блуждающего нерва на принятие решений. Cortex 40 , 605–612 (2004).
PubMed Статья Google Scholar
Corazzol, M. и др. . Восстановление сознания с помощью стимуляции блуждающего нерва. Curr.Биол. 27 , R994 – R996 (2017).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Гасибех Г. А., Шенкер Дж. И., Шенал Б., Утман Б. М. и Хейлман К. М. Влияние стимуляции блуждающего нерва на творческие способности и когнитивную гибкость. Epilepsy Behav. 8 , 720–725 (2006).
PubMed Статья Google Scholar
Инженер, Н. Д. и др. . Обращение вспять патологической нейронной активности с помощью целевой пластичности. Nature 470 , 101–104 (2011).
ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar
Портер Б.А. и др. . Многократное сопряжение стимуляции блуждающего нерва с движением реорганизует первичную моторную кору. Cereb. Cortex 22 , 2365–2374 (2012).
PubMed Статья Google Scholar
Килгард, М. П. Использование пластичности для понимания обучения и лечения болезней. Trends Neurosci. 35 , 715–722 (2012).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Тайлер Р. и др. . Стимуляция блуждающего нерва в сочетании с тонами для лечения тиннитуса: проспективное рандомизированное двойное слепое контролируемое пилотное исследование на людях. Sci. Отчетность 7 , 11960 (2017).
ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar
Wichova, H. et al. . Восприятие тиннитуса у пациентов после имплантации стимулятора блуждающего нерва при эпилепсии. Am. Дж. Отоларинг 39 , 599–602 (2018).
Артикул Google Scholar
Джордж, М.С. и др. . Стимуляция блуждающего нерва: новый инструмент для исследования мозга и терапии. Biol. Психиатр 47 , 287–295 (2000).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Rutecki, P. Анатомические, физиологические и теоретические основы противоэпилептического эффекта стимуляции блуждающего нерва. Эпилепсия 31 , S1 – S6 (1990).
PubMed Статья Google Scholar
Detari, L., Juhasz, G. & Kukorelli, T. Влияние стимуляции блуждающих и лучевых нервов на активность нейронов в базальной области переднего мозга анестезированных кошек. Acta Physiol. Повесили. 61 , 147–154 (1983).
CAS PubMed Google Scholar
Халси, Д. Р. и др. . Реорганизация моторной коры при стимуляции блуждающего нерва требует холинергической иннервации. Стимул мозга. 9 , 174–181 (2016).
PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Мерен, Х., ван Луйтелаар, Г., Лопес да Силва, Ф. и Коенен, А. Развитие концепций патофизиологии абсансных припадков: теория коркового фокуса. Arch. Neurol. 62 , 371–376 (2005).
PubMed Статья Google Scholar
Ко, Д. и др. . Стимуляция блуждающего нерва активирует структуры центральной нервной системы у пациентов с эпилепсией во время ПЭТ-визуализации кровотока h3 (15) O. Нейрохирургия 39 , 426–430; обсуждение 430–421 (1996).
Чае, Дж. Х. и др. . Обзор функциональных нейровизуализационных исследований стимуляции блуждающего нерва (VNS). J. Psychiatr. Res. 37 , 443–455 (2003).
PubMed Статья Google Scholar
Агстер, К. Л., Мехиас-Апонте, К. А., Кларк, Б. Д. и Уотерхаус, Б. Д. Доказательства региональной специфичности плотности и распределения норадренергических варикозных заболеваний в коре головного мозга крыс. J. Comp. Neurol. 521 , 2195–2207 (2013).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Левитт, П. и Мур, Р. Ю. Норадреналиновая иннервация нейронов неокортекса крысы. Brain Res. 139 , 219–231 (1978).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Пападопулос, Г. К., Парнавелас, Дж. Г. и Буйс, Р. М. Световой и электронный микроскопический иммуноцитохимический анализ норадреналиновой иннервации зрительной коры головного мозга крыс. J. Neurocytology 18 , 1–10 (1989).
CAS Статья Google Scholar
Audet, M.A., Doucet, G., Oleskevich, S. & Descarries, L. Количественное региональное и ламинарное распределение иннервации норадреналина в передней половине коры головного мозга взрослых крыс. J. Comp. Neurol. 274 , 307–318 (1988).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Банни Б. С. и Агаджанян Г. К. Клетки, иннервируемые допамином и норадреналином в префронтальной коре головного мозга крыс: фармакологическая дифференциация с использованием методов микроионтофоретики. Life Sci. 19 , 1783–1792 (1976).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Beaudet, A. & Descarries, L. Количественные данные о серотониновых нервных окончаниях в неокортексе взрослых крыс. Brain Res. 111 , 301–309 (1976).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Пападопулос, Г.К., Парнавелас, Дж. Г. и Буйс, Р. М. Световой и электронный микроскопический иммуноцитохимический анализ серотониновой иннервации зрительной коры головного мозга крыс. J. Neurocytology 16 , 883–892 (1987).
CAS Статья Google Scholar
Чавес, К. и Заборски, Л. Базальная холинергическая-слуховая корковая сеть переднего мозга: первичные и не первичные слуховые области коры. Cereb. Cortex 27 , 2335–2347 (2017).
PubMed Google Scholar
Кэмпбелл, М. Дж., Льюис, Д. А., Фут, С. Л. и Моррисон, Дж. Х. Распределение холинацетилтрансферазы, серотонина, дофамин-β-гидроксилазы, тирозингидроксилазы иммунореактивных волокон в первичной слуховой коре головного мозга обезьян. J. Comp. Neurol. 261 , 209–220 (1987).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Филлипсон, О. Т., Килпатрик, И. К. и Джонс, М. В. Допаминергическая иннервация первичной зрительной коры головного мозга крысы и некоторые корреляции с корой головного мозга человека. Brain Res. Бык. 18 , 621–633 (1987).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Schicknick, H. et al. . Дофаминергическая модуляция консолидации памяти, зависящей от слуховой коры, с помощью mTOR. Cereb.Cortex 18 , 2646–2658 (2008).
PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Кинг, А. Дж. Выбор сигнала корковой обратной связью. Curr. Биол. 7 , R85–88 (1997).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Happel, M. F. K., Deliano, M., Handschuh, J. & Ohl, F. W. Модулируемая дофамином рекуррентная кортикоэфферентная обратная связь в первичной сенсорной коре головного мозга способствует обнаружению поведенческих стимулов. J. Neurosci. 34 , 1234–1247 (2014).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Хассельмо, М. Э. Нейромодуляция и корковая функция: моделирование физиологических основ поведения. Behav. Brain Res. 67 , 1-27 (1995).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Феллеман Д. Дж. И Ван Эссен Д. С. Распределенная иерархическая обработка в коре головного мозга приматов. Cereb. Cortex 1 , 1–47 (1991).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Дуглас, Р. Дж. И Мартин, К. А. С. Нейронные цепи неокортекса. Annu. Rev. Neurosci. 27 , 419–451 (2004).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Шипп, С. Структура и функции коры головного мозга. Curr. Биол. 17 , R443 – R449 (2007).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Цзян, X. Л., Ван, Г. Ф., Ли, А. Дж., Сторнетта, Р. Л. и Чжу, Дж. Дж. Организация двух новых корковых межнейронных цепей. Nat. Neurosci. 16 , 210–218 (2013).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Марков, Н.Т. и др. . Кортикальные противоточные архитектуры высокой плотности. Наука 342 (2013).
PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar
Улановский, Н., Лас, Л. и Нелкен, И. Обработка маловероятных звуков корковыми нейронами. Nat. Neurosci. 6 , 391–398 (2003).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Нелкен, И. Стимул-специфическая адаптация и обнаружение отклонений в слуховой системе: эксперименты и модели. Biol. Киберн. 108 , 655–663 (2014).
PubMed Статья Google Scholar
Parras, G.G. et al. . Нейроны слухового пути демонстрируют иерархическую организацию ошибок предсказания. Nature Communications 8 (2017).
Szymanski, F. D., Garcia-Lazaro, J. A. & Schnupp, J. W. Профили плотности источника тока специфической адаптации в слуховой коре крыс. J. Neurophysiol. 102 , 1483–1490 (2009).
PubMed Статья Google Scholar
Ширамацу, Т. И., Канзаки, Р. и Такахаши, Х. Кортикальное картирование отрицательности несоответствия со свойством обнаружения отклонений у крыс. PLoS One 8 , e82663 (2013).
ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar
Takahashi, H., Tokushige, H., Shiramatsu, T. I., Noda, T. & Kanzaki, R. Ковариация зрачковой и слуховой корковой активности у крыс под изофлурановой анестезией. Неврология 300 , 29–38 (2015).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Shiramatsu, T. I. et al. . Микроэлектродное картирование тонотопической, ламинарной и полевой организации таламо-кортикального пути у крыс. Неврология 332 , 38–52 (2016).
CAS PubMed Статья Google Scholar
О’Коннелл, М. Н., Барчак, А., Шредер, К. Э. и Лакатос, П. Слои-специфическая резкость настройки частоты с помощью избирательного внимания в первичной слуховой коре. J. Neurosci. 34 , 16496–16508 (2014).
PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar
Нанди, А. С., Насси, Дж. Дж. И Рейнольдс, Дж. Х. Ламинарная организация модуляции внимания в визуальной области макака V4. Neuron 93, 235-246.
Полак, П. О., Фридман, Дж. И Гольшани, П. Клеточные механизмы модуляции усиления в зависимости от состояния мозга в зрительной коре головного мозга. Nat. Neurosci. 16 , 1331–1339 (2013).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Zhou, M. et al. . Уменьшение сбалансированного возбуждения и торможения активными поведенческими состояниями в слуховой коре. Nat. Neurosci. 17 , 841–850 (2014).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Муньос, В., Тремблей, Р., Левенштейн, Д. и Руди, Б. Слоистая модуляция неокортикального дендритного торможения во время активного бодрствования. Наука 355 , 954–959 (2017).
ADS PubMed Статья CAS Google Scholar
Фрэнсис, Н. А., Эльгуеда, Д., Энглиц, Б., Фриц, Дж. Б. и Шамма, С. А. Ламинарный профиль связанной с заданием пластичности в первичной слуховой коре хорька. Sci Rep-Uk 8 (2018).
Де Мартино, Ф. и др. . Частотное предпочтение и влияние внимания на корковые глубины первичной слуховой коры человека. Proc. Natl Acad. Sci. U S Am. 112 , 16036–16041 (2015).
ADS Статья CAS Google Scholar
Guo, F., Intskirveli, I., Blake, D. T. & Metherate, R. Тренировка по обнаружению тона усиливает спектральную интеграцию, опосредованную внутрикортикальными путями в первичной слуховой коре. Neurobiol. Учить. Mem. 101 , 75–84 (2013).
PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Noda, T. & Takahashi, H. Анестезирующие эффекты изофлурана на тонотопической карте и активности нейронов в слуховой коре крыс. Eur. J. Neurosci. 42 , 2298–2311 (2015).
PubMed Статья Google Scholar
Мартинс, А. Р. и Фремке, Р. С. Скоординированные формы норадренергической пластичности в голубом пятне и первичной слуховой коре. Nat. Neurosci. 18 , 1483–1492 (2015).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Рогавски, М. А. и Агаджанян, Г. К. Норэпинефрин и серотонин: противоположные эффекты на активность латеральных коленчатых нейронов, вызванные стимуляцией зрительного пути. Exp. Neurol. 69 , 678–694 (1980).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Девилбисс, Д. М. и Уотерхаус, Б. Д. Норэпинефрин проявляет два различных профиля действия на ответы сенсорных корковых нейронов на возбуждающие синаптические стимулы. Synapse 37 , 273–282 (2000).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Edeline, J. M., Manunta, Y. & Hennevin, E. Индукция избирательной пластичности в настройке частоты слуховой коры и слуховых нейронов таламуса посредством стимуляции голубого пятна. Слушай. Res. 274 , 75–84 (2011).
PubMed Статья Google Scholar
Джи, В. и Шуга, Н. Серотонинергическая модуляция пластичности слуховой коры, вызванная условием страха. J. Neurosci. 27 , 4910–4918 (2007).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Kojic, L., Gu, Q., Douglas, R. M. & Cynader, M. S. Серотонин способствует синаптической пластичности зрительной коры головного мозга котят: исследование in vitro, . Developmental Brain Res. 101 , 299–304 (1997).
CAS Статья Google Scholar
Kojic, L. et al . Столбчатое распределение серотонин-зависимой пластичности в полосе коры головного мозга котят. Proc. Natl Acad. Sci. 97 , 1841–1844 (2000).
ADS CAS PubMed Статья Google Scholar
Edagawa, Y., Saito, H. & Abe, K. Опосредованное рецептором 5-HT1A ингибирование долгосрочной потенциации в зрительной коре головного мозга крыс. Eur. J. Pharmacol. 349 , 221–224 (1998).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Edagawa, Y., Saito, H. & Abe, K. Система серотониновый 5-HT2 рецептор – фосфолипаза C подавляет индукцию долгосрочной потенциации в зрительной коре головного мозга крыс. Eur. J. Neurosci. 12 , 1391–1396 (2000).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Ким, Х.-S. и др. . Серотонин подавляет индукцию зависимой от рецептора NMDA долгосрочной потенциации в первичной зрительной коре головного мозга крысы. Brain Res. 1103 , 49–55 (2006).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Lee, K. K. Y., Soutar, C. N. & Dringenberg, H. C. Стробирование долгосрочной потенциации (LTP) в таламокортикальной слуховой системе крыс серотонинергическими (5-HT) рецепторами. Brain Res. 1683 , 1–11 (2018).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Килгард, М. П. и Мерзенич, М. М. Реорганизация кортикальной карты, обеспечиваемая активностью базального ядра. Наука 279 , 1714–1718 (1998).
ADS CAS PubMed Статья Google Scholar
Килгард, М.& Мерзенич, М. Пластичность обработки временной информации в первичной слуховой коре. Nat. Neurosci. 1 , 727–731 (1998).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Метерат, Р. и Вайнбергер, Н. Ацетилхолин вызывает специфические для стимула изменения рецептивного поля в слуховой коре кошек. Brain Res. 480 , 372–377 (1989).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Астон-Джонс, Г. и Коэн, Дж. Д. Интегративная теория функции голубого пятна и норэпинефрина: адаптивное усиление и оптимальная производительность. Annu. Rev. Neurosci. 28 , 403–450 (2005).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Edeline, J. M. За пределами традиционных подходов к пониманию функциональной роли нейромодуляторов в сенсорной коре. Перед. Behav. Neurosci. 6 , 45 (2012).
PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Metherate, R. et al. . Спектральная интеграция в слуховой коре: механизмы и модуляция. Слушай. Res. 206 , 146–158 (2005).
PubMed Статья Google Scholar
Такесиан, А. Э., Богарт, Л. Дж., Лихтман, Дж. У. и Хенш, Т. К. Стробирование тормозных контуров слуховой пластичности критического периода. Nat. Neurosci. 21 , 218–227 (2018).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Cauller, L. Слой I первичного сенсорного неокортекса: там, где нисходящий вид сходится к восходящему. Behav. Brain Res. 71 , 163–170 (1995).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Cruikshank, S.J. и др. . Таламический контроль цепей 1-го уровня в префронтальной коре. J. Neurosci. 32 , 17813–17823 (2012).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Палмер, Л. М. и др. . Клеточная основа межполушарного ингибирования, опосредованного ГАМК (В). Наука 335 , 989–993 (2012).
ADS CAS PubMed Статья Google Scholar
Zhu, Y. & Zhu, J. J. Быстрое прибытие и интеграция восходящей сенсорной информации в непирамидных нейронах уровня 1 и пучковых дендритах пирамидных нейронов 5 уровня неокортекса. J. Neurosci. 24 , 1272–1279 (2004).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Poorthuis, R. B. et al. . Быстрая нейромодуляция интернейронов уровня 1 в неокортексе человека. Cell Rep. 23 , 951–958 (2018).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Letzkus, J. J., Wolff, S. B. E. & Luthi, A. Disinhibition, Circuit Mechanism для ассоциативного обучения и памяти. Нейрон 88 , 264–276 (2015).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Shlosberg, D., Amitai, Y. & Azouz, R. Зависящая от времени, послойно-специфическая модуляция сенсорных ответов, опосредованная неокортикальным слоем 1. J. Neurophysiol. 96 , 3170–3182 (2006).
PubMed Статья Google Scholar
Возни, С. и Уильямс, С. Р. Специфика синаптических связей между ингибирующими интернейронами уровня 1 и пирамидными нейронами 2/3 в неокортексе крысы. Cereb.Cortex 21 , 1818–1826 (2011).
PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Letzkus, J. J. et al. . Растормаживающая микросхема для обучения ассоциативному страху в слуховой коре. Природа 480 , 331–335 (2011).
ADS CAS PubMed Статья Google Scholar
Таасех, Н., Ярон, А. и Нелкен, И. Стимул-специфическая адаптация и обнаружение отклонений в слуховой коре крыс. PLoS One 6 , e23369 (2011).
ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Perez-Gonzalez, D., Hernandez, O., Covey, E. & Malmierca, M. S. Опосредованное ГАМК (A) ингибирование модулирует специфичную для стимула адаптацию в нижних бугорках. PLoS One 7 , e34297 (2012).
ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Ayala, Y. & Malmierca, M. S. Влияние ингибирования на адаптацию, специфичную для стимула, в нижних холмиках. Функция структуры мозга. 223 , 1391–1407 (2018).
CAS Google Scholar
Хершенхорен, И., Таасех, Н., Антунес, Ф. М. и Нелкен, И. Внутриклеточные корреляты адаптации к конкретным стимулам. J. Neurosci. 34 , 3303–3319 (2014).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Аталлах, Б. В., Брунс, В., Карандини, М. и Сканциани, М. Интернейроны, экспрессирующие парвальбумин, линейно трансформируют корковые ответы на зрительные стимулы. Нейрон 73 , 159–170 (2012).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Пфеффер, К. К., Сюэ, М., Хе, М., Хуанг, З. Дж. И Сканциани, М. Ингибирование торможения в зрительной коре: логика связей между молекулярно различными интернейронами. Nat. Neurosci. 16 , 1068–1076 (2013).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar
Като, Х. К., Жилле, С. Н. и Исааксон, Дж. С. Гибкие сенсорные представления в слуховой коре, управляемые поведенческой релевантностью. Нейрон 88 (2015).
Usami, K. et al. . Модуляция корковой синхронности стимуляцией блуждающего нерва у взрослых крыс. Proc. IEEE-EMBS 35th Ann Conf , 5348-5351 (2013).
Yavorska, I. & Wehr, M. Соматостатин-экспрессирующие ингибирующие интернейроны в корковых цепях. Передний нейронный контур 10 (2016).
Пфеффер, К. К. Тормозящие нейроны: Vip-клетки тормозят подавление. Curr. Биол. 24 , R18 – R20 (2014).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Timmermann, C. et al. . LSD модулирует эффективные механизмы взаимодействия и нейронной адаптации в парадигме слуховых чудаков. Нейрофармакология 142 , 251–262 (2018).
CAS PubMed Статья Google Scholar
Кано, Р. и др. . Синхронная модуляция потенциала местного поля у крысы, вызванная стимуляцией блуждающего нерва. Cereb. Cortex. Электр. Commun. Jpn. 98 , 47–56 (2015).
ADS Google Scholar
Каур, С., Роуз, Х. Дж., Лазар, Р., Лян, К. и Метерат, Р.Спектральная интеграция в первичной слуховой коре: ламинарная обработка афферентного входа, in vivo и in vitro . Неврология 134 , 1033–1045 (2005).
CAS PubMed Статья Google Scholar
VNS-терапия при терапевтически резистентной депрессии: клинические доказательства и предполагаемые нейробиологические механизмы
Основание для изучения VNS-терапии при терапевтически резистентной депрессии было основано на нескольких различных наблюдениях.Прямые доказательства, подтверждающие роль VNS-терапии при депрессии, получены из ранних наблюдений за улучшением настроения у пациентов с эпилепсией, которые участвовали в ранних исследованиях VNS. После этих первоначальных наблюдений пациенты с эпилепсией были проспективно оценены с помощью стандартных шкал оценки тяжести симптомов депрессии, которые показали, что терапия VNS была связана со статистически значимым улучшением настроения, которое не было связано с уменьшением частоты приступов (Elger et al, 2000; Harden et al. др., 2000).Кроме того, несколько различных линий косвенных доказательств побудили к дальнейшему изучению терапии VNS при депрессии. Например, ПЭТ-изображение во время терапии эпилепсии с помощью VNS продемонстрировало снижение метаболической активности миндалины, гиппокампа и поясной извилины (Henry et al, 1998), структур, участвующих в регулировании настроения. Эти области мозга также участвуют во время ПЭТ-визуализации у пациентов с депрессией, которые лечат антидепрессантами (Drevets et al, 2002; Mayberg et al, 2000; Nobler et al, 2001).Вовлечение гиппокампа во время терапии VNS также согласуется с результатами исследований, показывающих повышенную экспрессию нейротрофического фактора мозга (BDNF) на животных моделях депрессии (Nibuya et al, 1995). Документированная эффективность противосудорожных средств, таких как карбамазепин, ламотриджин, вальпроат и, возможно, других, в качестве стабилизаторов настроения и / или антидепрессантов при биполярном расстройстве (Yatham, 2004) и противосудорожные свойства ЭСТ (Kellinghaus et al, 2003; Lisanby et al, 2001) согласуются с гипотезой о том, что терапия VNS может быть полезным вариантом лечения депрессии.Другие результаты, которые предполагают роль VNS-терапии депрессии, включают влияние VNS-терапии на области мозга, связанные с норадреналином (Krahl et al, 1998; Naritoku et al, 1995) и серотониновыми нервными системами (Ben-Menachem et al, 1995). долгое время считалось важным в патофизиологии депрессии. Кроме того, было показано, что VNS так же эффективен, как ЭСТ или дезипрамин, на животной модели депрессии (например, тест принудительного плавания) (Krahl et al, 2004).
В 2001 году система VNS Therapy ™ (Cyberonics Inc., Хьюстон, Техас) был одобрен для использования у пациентов с резистентными к лечению или непереносимыми к лечению крупными депрессивными эпизодами, включая униполярную депрессию и биполярное расстройство в Канаде и Европейской экономической зоне. На сегодняшний день более 342 пациентов с устойчивой к лечению депрессией получили терапию VNS, с совокупным клиническим опытом 777 пациенто-лет. До недавнего одобрения FDA терапии VNS единственным одобренным медицинским устройством, которое использовалось при резистентной к лечению депрессии, была ЭСТ.В соответствии с Законом о модернизации FDA 1997 года, одобрение лечения, направленного на удовлетворение неудовлетворенных медицинских потребностей, может быть одобрено в ускоренном порядке (например, антиретровирусные препараты для лечения ВИЧ-инфекции). Следовательно, FDA ускорило одобрение терапии VNS из-за отсутствия одобренных лекарственных препаратов и опасений по поводу долгосрочной эффективности и безопасности ЭСТ. Производители препаратов, одобренных в ускоренном порядке, должны проводить адекватные последующие исследования, чтобы дополнительно охарактеризовать эффективность и безопасность.Такие последующие исследования продолжаются для лечения VNS у пациентов с устойчивой к лечению депрессией.
В качестве прелюдии к следующему обзору VNS-терапии устойчивой к лечению депрессии уместно вкратце сравнить и сопоставить стандарты одобрения FDA для лекарств и устройств. Стремясь ускорить доступность новых технологий устройств, не ставя под угрозу научную целостность процесса принятия решений, FDA приняло руководящие принципы «наименее обременительной концепции» (CDRH, 2002), которая считается успешным средством решения предмаркетных проблем, которые включают: минимальные затраты времени, усилий и ресурсов со стороны заявителя и FDA.Наименее обременительные руководящие принципы применимы ко всем устройствам, регулируемым FDA.
Дизайн исследования — особенно важный вопрос в контексте процесса утверждения FDA. Для утверждения нового препарата необходимы доказательства эффективности и безопасности в двух положительных рандомизированных плацебо-контролируемых испытаниях. Однако FDA требует другого стандарта доказательств эффективности и безопасности для медицинских устройств в соответствии с наименее обременительными концептуальными рекомендациями. Действительно, 55% новых утвержденных приложений устройств подтверждены данными нерандомизированных клинических испытаний (Kahan, 2000).Трудности в проведении слепого исследования, что является методологической проблемой, присущей испытаниям медицинских устройств, является серьезной проблемой при планировании исследований устройств. Система терапии VNS требует инвазивной хирургической процедуры для имплантации устройства. Использование традиционных средств контроля плацебо неприемлемо и неэтично в этих обстоятельствах, что приводит к принятию FDA исследований с использованием фиктивных средств контроля, как в исследованиях терапии VNS (Demitrack, 2005). Следовательно, результаты испытаний медицинских устройств, включая терапию VNS, следует интерпретировать с пониманием того, что они по дизайну не включают группу плацебо.Многие испытания медицинских устройств включают до и после сравнения или сравнения с историческими контролями.
Краткосрочная эффективность
Острые эффекты VNS-терапии при терапевтически резистентной депрессии изучались в 10-недельном пилотном исследовании ( N = 60, Rush et al, 2000; Sackeim et al, 2001a) и в более крупное 10-недельное регистрационное испытание с двойной маской и фиктивным контролем ( N = 235, Rush et al, 2005a). Из 59 подходящих пациентов в пилотном исследовании 30,5% ( N = 18) ответили (т. Е. Снижение исходного общего балла HAMD-28 на ≥50%) и 15.3% выписаны ( N = 9; общий балл по HAMD-28 ≤10). Клинически значимое улучшение было постепенным, среднее время ответа составило 48,1 дня. Терапия VNS хорошо переносилась, и ни один из 60 пациентов не выбыл из исследования из-за побочных эффектов.
Более крупное исследование было разработано для сравнения терапии VNS с фиктивным лечением у пациентов с устойчивой к лечению униполярной депрессией или депрессивной фазой биполярного расстройства (Rush et al, 2005a). Это была тяжелобольная когорта со средним исходным баллом по шкале HAMD-24, равным 29.2 и средней продолжительностью 49,1 месяца для текущего эпизода. Все пациенты поддерживали стабильный режим приема лекарств в течение как минимум 4 недель перед предимплантационной базовой оценкой, и лекарства не менялись в течение 12-недельного исследования. В группе лечения было 112 пациентов, и 110 пациентов служили фиктивным контролем. Терапевтическое устройство VNS было активировано в группе лечения после 2-недельного периода одинарного слепого восстановления после имплантации. Параметры стимуляции были скорректированы в пределах заданных уровней до 3-й недели после активации, когда параметры были зафиксированы на оставшиеся 8 недель исследования.Средние параметры стимуляции в конечной точке составляли 0,75 мА (интенсивность), 20 Гц (частота), 500 мкс (ширина импульса), 30 с (время включения): 5 мин (время отключения). Хотя терапия VNS очень хорошо переносилась, краткосрочная эффективность не была продемонстрирована. Частота ответа, определяемая как снижение исходного уровня HAMD-24 на ≥50%, для групп активного лечения и фиктивного контроля составляла 15,2 и 10,0% соответственно ( P = 0,251; LOCF).
Долгосрочная эффективность
Доказательства прогрессивного улучшения контроля над приступами у пациентов с фармакорезистентной эпилепсией послужили основанием для долгосрочного исследования VNS-терапии устойчивой к лечению депрессии.59 пациентов, которые завершили краткосрочное пилотное исследование (Rush et al, 2000; Sackeim et al, 2001a) и соответствовали критериям ответа через 3 месяца (ранние респонденты) или 1 год (поздно ответившие), наблюдались в общей сложности в течение 2 лет. (Нахас и др., 2005). 3-месячный ответ 30,5% увеличился до 44,1% через 1 год и остался на этом уровне (42,4%) через 2 года (Nahas et al, 2005). Сакейм и его коллеги представили данные этой когорты на 43-м ежегодном собрании Американского колледжа нейропсихофармакологии, показав, что, когда рассматривалось сохранение ответа, 55.6% ранних респондентов и 78,6% поздних респондентов продолжали отвечать через 2 года (Sackeim et al, 2004). Частота ремиссии в подгруппе из 30 пациентов, определенная как ≤10 по шкале HAMD-28, увеличилась с 17% через 3 месяца (пять из 30 пациентов) до 29% через 1 год (восемь из 28 пациентов; P = 0,045 ) (Marangell et al, 2002).
Годичное натуралистическое наблюдение за 205 пациентами, завершившими краткосрочное регистрационное испытание (Rush et al, 2005a), выявило аналогичную картину более позднего, но устойчивого ответа (Rush et al, 2005b).Пациенты в группе активного лечения продолжали терапию VNS в течение дополнительных 9 месяцев, всего 12 месяцев. Пациенты, рандомизированные в группу фиктивного контроля в краткосрочном исследовании (Rush et al, 2005a), были переведены на 12-месячный курс активной терапии VNS (Rush et al, 2005b). В дополнение к терапии VNS все пациенты продолжали получать лечение в обычном режиме (TAU). В конечной точке LOCF частота ответа составила 27,2%, и 15,8% пациентов были переведены. Частота ответа и ремиссии удвоилась между 3 и 12 месяцами лечения ( P <0.005), что указывает на прогрессирующее клиническое улучшение после первых 3 месяцев терапии VNS. Аналогичные результаты были отмечены для вторичных клинических конечных точек. Хотя прямые сравнительные исследования недоступны, долгосрочные преимущества терапии VNS лучше, чем ЭСТ, при которой у значительного большинства пациентов рецидив наступает в течение 6 месяцев после достижения ремиссии (Prudic et al, 2004; Sackeim et al, 2001b).
Данные 205 пациентов, завершивших 12-месячное натуралистическое исследование (Rush et al, 2005b), сравнивали с подобранной контрольной группой из 124 пациентов с устойчивой к лечению депрессией, которые получали только TAU (George et al, 2005).Первичным критерием результата была разница в баллах самоотчета по инвентаризации депрессивной симптоматики (IDS-SR 30 ) в месяц между группами терапии VNS плюс TAU и TAU. В конечной точке терапия VNS плюс TAU была связана со средним улучшением по шкале IDS-SR 30 на 9,3 балла, что представляет собой значительно большее улучшение, чем TAU (улучшение на 4,2 балла; P <0,001). Различия в частоте ответа на LOCF между терапией VNS и TAU (19.6%) и TAU (12,1%) не достигли статистической значимости ( P = 0,108). Напротив, частота ремиссии LOCF была значительно выше в группе терапии VNS плюс TAU (13,2%) по сравнению с TAU (3,2%; P = 0,007). Хотя эти результаты являются многообещающими, экстраполяция результатов через год на клиническую практику может быть ограничена, поскольку группа TAU не была рандомизирована, а методы лечения TAU не были ограничены ни в одной из групп после первых 3 месяцев.
Механизм действия при резистентной к лечению депрессии
Как и в случае эпилепсии, механизмы, с помощью которых терапия VNS может помочь при резистентной к лечению депрессии, в настоящее время неясны.Для лучшего понимания механизма действия VNS-терапии использовались различные методологические подходы, такие как картирование нервных субстратов и выявление изменений в системах нейротрансмиттеров во время VNS-терапии у пациентов с терапевтически устойчивой депрессией.
Картирование нейронных субстратов
Расширяя ранее полученные данные (Наритоку и др., 1995, Клинг и др. (2003) измерили экспрессию белка, кодируемого непосредственно ранним геном c-fos , который является маркером нейрональной активности, в крысы, подвергавшиеся краткосрочному воздействию ВНС или ложным условиям.Их предварительные результаты были представлены на 58-й ежегодной научной конференции Общества биологической психиатрии (Kling et al, 2003). По сравнению с контрольными животными, VNS приводил к заметному увеличению экспрессии c-fos в переднем мозге (латеральный гипоталамус, паравентрикулярные ядра, поля гиппокампа CA3 и неокортекс) и областях ствола мозга (NTS, большое ядро, PBN, область A7, голубое пятно , и периакведуктальный серый). Эти данные подтверждают идею о том, что терапия VNS действует напрямую, стимулируя структуры ствола мозга и косвенно, регулируя активность нейронов в лимбических и корковых областях, участвующих в регуляции настроения (рисунки 2 и 3).
Исследования функциональной нейровизуализации у пациентов с устойчивой к лечению депрессией с использованием ОФЭКТ, ПЭТ или функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) были проведены для выявления отдельных областей мозга, на которые влияет терапия ВНС. Это новая литература, которую в настоящее время трудно интерпретировать (Chae et al, 2003). Неоднородность методов визуализации, небольшие размеры выборки, различные диагнозы (например, униполярная большая депрессия; биполярное расстройство), различные типы антидепрессивной терапии и разные временные рамки, в течение которых были получены сканирование, не позволяют сделать окончательные выводы об этой литературе.Кроме того, ни одно из исследований изображений еще не было воспроизведено. Некоторые результаты похожи на VNS-терапию фармакорезистентной эпилепсии, в то время как другие демонстрируют функциональные изменения, которые могут быть уникальными для VNS-терапии у пациентов с терапевтически устойчивой депрессией, подмножество которых сопоставимо с результатами исследований антидепрессантов. Несмотря на эти ограничения, результаты недавних визуализационных исследований, проведенных после острой или длительной терапии VNS у пациентов с устойчивой к лечению депрессией, представляют собой важный первый шаг в выяснении механизмов терапии VNS.Воздействие на медиальные височные структуры представляет особый интерес, учитывая, что такие структуры теоретически важны как для эпилепсии, так и для депрессии и участвовали в работе c-fos у крыс (Kling et al, 2003; Naritoku et al, 1995). .
Исследования изображений SPECT : Сообщалось о результатах двух исследований изображений SPECT пациентов с устойчивой к лечению депрессией. Представляя предварительные данные по 11 пациентам с терапевтически устойчивой депрессией на 40-м ежегодном собрании ACNP, Девус и его коллеги пришли к выводу, что по сравнению с нормальным контролем 10-недельный курс терапии VNS был связан с разрешением некоторых из них. аномалии регионального мозгового кровотока (rCBF) в лимбических и корковых структурах (например, островок, дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC), височная кора), которые связаны с депрессией.Следует отметить, что rCBF таламуса через 10 недель был увеличен по сравнению с контролем (Devous et al, 2002). Два пациента ответили на лечение, а пять — частично ответили после 10 недель терапии VNS. Представляющие интерес медиальные временные данные включают снижение rCBF в гиппокампе на исходном уровне у пациентов по сравнению с контрольной группой и корреляцию между оценками HAMD и увеличением rCBF медиальной височной коры у пациентов после 10 недель терапии VNS. Изменения, наблюдаемые в передней части поясной извилины, обратно коррелировали с 6-месячным баллом по шкале HAMD ( n = 11) (Devous et al, 2002).
Zobel et al (2005) сообщили о результатах визуализации ОФЭКТ у 12 пациентов с терапевтически устойчивой депрессией на исходном уровне и после 4 недель терапии VNS. Все пациенты продолжали принимать антидепрессанты во время исследования. По сравнению с исходным уровнем, 4-недельный курс терапии VNS привел к увеличению rCBF в левой средней лобной извилине (BA 46) и уменьшению rCBF в гиппокампе / миндалине, левом хвостовом, спинном мозговом стволе и других областях с помощью статистического параметрического картирования (SPM ) анализирует.Анализ области интереса (ROI) продемонстрировал значительное сокращение правого DLPFC, левой субгенуальной поясной извилины, двусторонней вентральной передней поясной извилины, правой дорсальной передней поясной извилины, двусторонней миндалины, левого гиппокампа, правого таламуса, левого хвостатого тела и ствола мозга. Изменения правого гиппокампа имели тенденцию к значимости. Медиальные временные данные в этом исследовании включали снижение rCBF в миндалине и левом гиппокампе по результатам анализа SPM и ROI через 4 недели по сравнению с исходным уровнем.
Исследования ПЭТ-визуализации : Были представлены результаты 18 ПЭТ-исследований с F-фтордезоксиглюкозой (ФДГ), проведенных в двух разных центрах.Конвей и его коллеги сообщили о предварительных результатах ПЭТ на 57-й ежегодной научной конференции Общества биологической психиатрии у семи пациентов с устойчивой к лечению депрессией, которые были просканированы до активации VNS и снова после 12 недель терапии VNS. Они наблюдали повышенную метаболическую активность в орбитофронтальной коре, миндалине, парагиппокампальной извилине, островке и поясной извилине. В этом исследовании медиальные временные данные заключались в повышенной метаболической активности в левой парагиппокампальной извилине.В отличие от исследования SPECT, проведенного Zobel et al (2005), снижения активации этих регионов не было отмечено (Conway et al, 2002).
Напротив, результаты широко распространенного снижения метаболизма глюкозы в среднем мозге наблюдались другой группой исследователей в предварительном исследовании хронической VNS-терапии устойчивой к лечению депрессии, которое было представлено на 58-й ежегодной научной конференции Общества биологической психиатрии (Hagen и др., 2003; Шейх и др., 2003). После годичного курса терапии VNS у восьми пациентов было отмечено снижение метаболизма по сравнению с исходным уровнем в черной субстанции, вентральной покрышки, гипоталамусе, средней и нижней лобной извилине, островке / клауструме и верхней височной извилине.Повышенный метаболизм глюкозы по сравнению с исходным уровнем наблюдался в мозжечке, предклинье-BA7, веретенообразной извилине-BA37 и медиальной лобной-BA6 (Sheikh et al, 2003). В этой же когорте пять пациентов, показавших улучшение через 1 год, показали большее увеличение метаболизма в затылочных и височных долях, средней лобной извилине и нижней лобной извилине, а также большее сокращение среднего мозга (черная субстанция, брюшная покрышка), мозжечка, задней поясной извилины. , медиальный лобный / прегениальный поясной пояс и гиппокамп по сравнению с тремя пациентами, у которых не было улучшения (Hagen et al, 2003).Соответствующие медиальные временные данные включают снижение метаболизма FDG через 1 год в левом гиппокампе у пациентов, у которых депрессия улучшилась во время терапии VNS: против пациентов, которые не ответили.
BOLD исследования фМРТ : технико-экономическое обоснование уровня оксигенации крови (жирный шрифт) фМРТ у девяти пациентов с устойчивой к лечению депрессией, которые хронически лечились VNS и антидепрессантами, также выявили изменения функции мозга (Bohning et al, 2001). Жирный сигнал фМРТ считается аналогом изменений rCBF, наблюдаемых при ОФЭКТ и ПЭТ (Casey, 2000), но это не совсем точно.BOLD изменения фМРТ у этих пациентов после цикла стимуляции продолжительностью 13 с и 103 с после выключения состояли из двусторонней активации орбитофронтальной и теменно-затылочной коры и активации левой височной коры (по данным Devous et al, 2002), левой миндалины (как сообщили Conway et al, 2002) и гипоталамуса (в отличие от результатов Sheikh et al, 2003).
Резюме результатов медиальной височной визуализации : Несмотря на разнородность методов и общую нехватку статистической мощности, тем не менее поразительно, что каждое визуализационное исследование выявляло изменения в медиальных височных структурах.Изменения наблюдались в миндалине в одних исследованиях и в гиппокампе или парагиппокампе в других. Кроме того, медиальные височные изменения иногда были двусторонними, а в некоторых исследованиях изменения ограничивались левыми медиальными височными областями. Более того, некоторые, но не все исследования показали снижение медиального временного метаболизма rCBF или FDG (в разные моменты времени). Очевидно, что необходимы будущие исследования, чтобы лучше охарактеризовать изменения в этих областях мозга. Исследование с достаточно большой выборкой пациентов, обеспечивающей адекватную мощность, должно помочь определить, являются ли изменения двусторонними или латерализованными, и какие височные структуры вовлечены, а какие нет.
Идентификация систем нейротрансмиттеров
Недавно были проведены исследования для определения эффектов терапии VNS на системы нейротрансмиттеров. В одном исследовании 21 пациент с устойчивой к лечению депрессией, участвовавший в клиническом испытании терапии VNS, согласился на сбор спинномозговой жидкости (CSF) при постимплантации (исходный уровень) и снова через 12 и 24 недели лечения (Carpenter et al, 2004). ). Десять пациентов были фиктивными субъектами в течение 12 недель, после чего их перевели на активную терапию VNS.Образцы спинномозговой жидкости анализировали на концентрацию норадреналина, 5-гидроксииндолеуксусной кислоты (5-HIAA), гомованилловой кислоты (HVA), 3-метокси-4-гидроксифенилгликоля и ГАМК. По сравнению с мнимыми состояниями, активная терапия VNS была связана со значительно повышенными концентрациями HVA в спинномозговой жидкости, но без изменений в других субстратах. Повышенное соотношение уровней HVA: 5-HIAA коррелировало с клиническим улучшением при терапии VNS.
Считается, что СИОЗС проявляют свой антидепрессивный эффект в двухэтапном процессе: во-первых, СИОЗС увеличивают концентрацию 5НТ, блокируя обратный захват 5НТ, увеличивая занятость ауторецепторов 5НТ 1А 5НТ, уменьшая скорость возбуждения серотониновых нейронов. и ингибирование высвобождения серотонина; и, во-вторых, в конечном итоге подавляя ауторецепторы и способствуя высвобождению серотонина из пресинаптического нейрона (Lenox and Frazer, 2002).Серотонин плотно сконцентрирован в нейронах дорсального ядра шва среднего мозга. Влияние VNS на скорость возбуждения серотонинергических нейронов дорсального шва у крыс, подвергшихся острой и хронической VNS или ложной стимуляции, было описано в предварительном отчете, представленном на ежегодном собрании Общества неврологии (Debonnel and Dorr, 2004). В отличие от СИОЗС, VNS не был связан с начальным снижением частоты возбуждения серотонинергических нейронов. Скорее, частота активации шовных нейронов прогрессивно увеличивалась в течение 2 недель (Debonnel and Dorr, 2004), что согласуется с прогрессивным увеличением антидепрессивного ответа, наблюдаемым в клинических исследованиях терапии VNS, и с противосудорожным действием серотонина (Clinckers et al, 2004).Также интересным было открытие, что терапия VNS не приводила к подавлению регуляции ауторецепторов 5HT 1A , предполагая, что терапия VNS изменяет доступность серотонина по механизму, отличному от SSRI.
Вариабельность сердечного ритма и стимуляция блуждающего нерва у больных эпилепсией
Фон
Стимуляция блуждающего нерва (VNS) оказывает кортикальное модулирующее действие через свои диффузные выступы, особенно в отношении церебральных структур, связанных с вегетативной регуляцией.Влияние ВНС на вегетативную функцию сердечно-сосудистой системы у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией все еще обсуждается. Мы стремились оценить влияние VNS на вегетативную функцию сердечно-сосудистой системы у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией после трех месяцев нейростимуляции с использованием анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР).
Методология
Множественный тригонометрический регрессивный спектральный анализ позволяет точно оценить автономный контроль частоты сердечных сокращений. Мы оценили временные и частотные параметры ВСР в состоянии покоя, а также во время тестов на симпатическую и парасимпатическую активацию у пяти пациентов с эпилепсией, перенесших процедуру VNS.
Результаты
Мы обнаружили соответствующие сердечные вегетативные ответы на тесты симпатической и парасимпатической активации, описанные динамикой RMSSD, pNN50, HF и LF / HF после трех месяцев VNS. Включение периода нейростимуляции может вызвать временную активацию блуждающего нерва, отражающуюся на частоте сердечных сокращений и значениях RMSSD, как это наблюдалось в одном из наших случаев.
Заключение
Терапия VNS у пациентов с эпилепсией, по-видимому, не нарушает вегетативную функцию сердца. ВСР представляет собой полезный инструмент для оценки вегетативной активности.Для дальнейшего изучения вегетативной реакции сердца после нейростимуляции необходимы более обширные исследования.
Введение
Эпилепсия поражает примерно 65 миллионов человек во всем мире [1]. Несмотря на значительное развитие терапии, около трети пациентов остаются устойчивыми к медикаментозному лечению [1]. Это приводит к высокой смертности и заболеваемости [2, 3]. Профилактические меры и распознавание изменяемых факторов риска могут снизить смертность от эпилепсии.
Пациентам с лекарственно-устойчивой эпилепсией, определяемой как возникновение приступов, несмотря на разумную комбинацию двух или более противоэпилептических препаратов в течение как минимум 12 месяцев [4], может помочь операция по эпилепсии.В настоящее время это выполняется у небольшой группы пациентов с лекарственной устойчивостью. Стимуляция блуждающего нерва (VNS) представляет собой адъювантное лечение рефрактерных с медицинской точки зрения приступов с частичным началом у взрослых и подростков [5]. VNS состоит из хронической периодической электростимуляции блуждающего нерва с помощью программируемого генератора импульсов [5]. VNS может представлять собой вариант более ранней стадии лечения фармакорезистентной эпилепсии с положительными долгосрочными эффектами [6, 7], снижая частоту приступов и улучшая качество межприступного периода [7].
VNS оказывает через свою диффузную проекцию через ядро солитарного тракта или ретикулярную систему кортикальный модулирующий эффект, особенно вовлекающий церебральные структуры, связанные с вегетативной регуляцией, такие как таламус, миндалевидное тело или префронтальная область [8]. Влияние ВНС на вегетативную функцию сердечно-сосудистой системы у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией остается спорным вопросом и требует дальнейших исследований [9].
Вариабельность сердечного ритма (ВСР) представляет собой простой и неинвазивный метод оценки симпатовагального баланса, определяющий способность сердца адаптироваться к гемодинамическим и патологическим условиям.Гиперактивация симпатической нервной системы и снижение модуляции блуждающего нерва, связанные с низкой ВСР, определяют более высокий риск сердечной аритмии и внезапной смерти [10].
Rüdiger et al. предложил новый алгоритм обнаружения физиологических колебаний частоты сердечных сокращений (ЧСС) на основе измерений интервалов RR — множественный тригонометрический регрессивный спектральный (MTRS) анализ [11]. Анализ ВСР при эпилепсии дает важную информацию о риске внезапной смерти от сердечной аритмии у этих пациентов [12].
Целью этого исследования является оценка влияния VNS на вегетативную функцию сердечно-сосудистой системы с помощью тестов симпатической и парасимпатической активации после трех месяцев нейростимуляции у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией с использованием MTRS-анализа ВСР.
Методы
С помощью программного обеспечения MTRS было проанализированозаписей ЭКГ первых пяти пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией из нашего отделения, которым были выполнены процедуры левой латероцервикальной VNS.
Ни один из пяти пациентов не перенес операцию по поводу эпилепсии и не имел сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний, а также не принимал сердечно-сосудистые препараты.За три месяца до нашей первой оценки и между двумя тестами на ВСР изменений в противоэпилептическом лечении не производилось.
ЭКГбыла зарегистрирована до процедуры VNS и минимум через три месяца после
имплантация электрода. Записи ЭКГ выполнялись во время периода включения и выключения стимуляции VNS.
Анализы крови, включая электролиты, функцию печени и почек, были в пределах нормы для всех пациентов в обеих оценках.
Все пациенты были проинформированы о протоколе исследования и дали письменное согласие в соответствии с этическими принципами. Исследование проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией.
Мы применили стандартизированный протокол, включающий состояние покоя, а затем четыре теста вегетативной активации, каждый тест предполагал пятиминутную запись ЭКГ. Перед началом оценки произошла стабилизация ЧСС. Тесты проводились в том же временном интервале (16-18 часов), после 30 минут отдыха в клиностатизме, при постоянной температуре 22 ° C, в тихой комнате, при отсутствии звуков или человеческих голосов, без предварительного физического усилия или употребление кофеиносодержащих или алкогольных напитков за 24 часа до обследования.Перед началом оценки всем пациентам было предложено опорожнить мочевой пузырь. Более того, тесты проводились как минимум через три часа после обеда, чтобы избежать вздутия желудка. Были проведены два теста на активацию симпатической нервной системы: максимальное произвольное изометрическое сжатие кулака с использованием динамометра — тест «захват рукой» и трехминутный тест стоя. Были рассмотрены два теста парасимпатической активации: тест «глубокое дыхание», состоящий из шести полных циклов глубокого вдоха и выдоха в течение 60 секунд, с хронометражем, 10 секунд для каждого цикла, и маневр Вальсальвы.Последовательность тестов была стандартизирована: состояние покоя, тест на глубокое дыхание, тест на захват руками, тест стоя и маневр Вальсальвы для всех пациентов.
Для сбора и анализа данных использовалась система сбора данныхBIOPAC ® . BIOPAC ® представляет собой интегрированную систему аппаратного и программного обеспечения, которая преобразует биологические параметры, такие как ЧСС, в числовые данные. Программное обеспечение AcqKnowledge версии 3.9.1.6 использовалось для уточнения записанных данных. Обработка данных производилась с использованием программного обеспечения MTRS версии 7.3.2.0 (Университетская клиника, Центр клинической неврологии, Дрезден, Германия). Перед каждым анализом производилась ручная коррекция артефактов ЭКГ.
Динамическая оценка ВСР с помощью анализа MTRS позволяет точно оценить сердечно-сосудистую модуляцию в различных условиях. Это программное обеспечение оценивает параметры ВСР во временной и частотной областях на основе тригонометрического регрессионного анализа [13]. Параметры ВСР часто анализируются с помощью преобразования Фурье. Математический подход с использованием тригонометрических регрессий исключил проблему эквидистантности интервалов RR, возникающую при использовании метода преобразования Фурье [11].
MTRS работает с двумя сегментами данных, глобальным и локальным сегментом данных. Рассматриваемый сегмент глобальных данных представлял собой длину записи ЭКГ (5 минут), а локальный сегмент данных был установлен — 30 секунд. Анализ выполняется во всех сегментах локальных данных до конца сегмента глобальных данных. Все колебания биосигналов (интервалы RR) анализируются с помощью тригонометрической функции параметров A (амплитуда), ω (частота) и ϕ (сдвиг фазы) [13]. Для каждой записи применялись одни и те же настройки сегмента локальных данных: минимальное уменьшение дисперсии на 1%, сдвиг сегмента локальных данных на 1 интервал RR и дельта-частота 0.006 Гц. Эти настройки остались неизменными для всех пациентов. При анализе нестационарных сигналов корректировка тренда по каждому локальному сегменту данных выполнялась автоматически в каждом локальном временном окне перед окончательным анализом.
Колебания сердечного ритма можно разделить на четыре основных диапазона частот: сверхнизкая частота (ULF), очень низкая частота (VLF), низкая частота (LF) и высокая частота (HF). Дыхание модулирует активность блуждающего нерва и вносит вклад в высокочастотный компонент спектра в диапазоне от 0.От 15 Гц до 0,4 Гц [10]. Недавние клинические исследования и исследования на животных пришли к выводу, что низкочастотный компонент (0,04-0,15 Гц) ВСР, вероятно, выявляет сложное и трудно различимое сочетание симпатических, парасимпатических и других взаимодействий факторов, а также неточно отражает изменения в симпатическая активность [14], как предполагалось изначально. Другие исследования показали, что LF-компонент отражает опосредованные барорефлексом фазовые изменения кардиовагального и симпатического норадренергического оттока [15]. Как следствие, трудно определить физиологическую основу LF / HF [14].Значения LF и HF также могут быть рассчитаны в нормализованных единицах (LFnu, HFnu), определяя относительные значения каждого частотного спектра, сообщаемые к общей спектральной мощности, из которой компонент VLF был исключен из расчета.
Были рассмотрены следующие параметры временной области: pNN50 (доля пар последовательных интервалов RR, которые различаются более чем на 50 мс, к общему количеству интервалов NN) и RMSSD (квадратный корень из средних квадратов разностей последовательных интервалов NN. ).Эти два параметра отражают парасимпатическое влияние на сердечный ритм [10].
ВСРзначительно коррелирует со средней ЧСС, зависит от влияния активности вегетативной нервной системы [10], а также определяется математически (т. Е. Обратной нелинейной зависимостью между ЧСС и интервалом RR) [16]. Следовательно, необходимо различать, зависит ли клиническая значимость ВСР от вариабельности или от ЧСС [17]. Если вариабельность медленной ЧСС сравнивается с быстрой ЧСС (на основе колебаний интервалов RR), можно получить большую ВСР у пациентов с первым, чем со вторым [18].Чтобы уменьшить это влияние, мы скорректировали ВСР по средней ЧСС. Коррекция заключалась в делении или умножении стандартных индексов ВСР на степень двойки их соответствующих средних интервалов RR (mRR) [16].
Эта процедура коррекции не удаляет никакой информации о колебаниях сигнала, а только создает колебания относительно среднего значения сигнала [18]. Это позволяет сравнивать ВСР у пациентов с разным средним ЧСС [19, 20].
На ВСРтакже влияет частота дыхания (RespRate).Следовательно, изменение этих параметров может вызвать изменения ВСР [16, 21]. Уменьшение частоты дыхания обычно соответствует удлинению сердечного периода [22, 23]. RespRate можно рассчитать по записям ЭКГ согласно Sinnecker et al. [24].
Анализ выполнен с использованием программного обеспечения GraphPad Prism версии 8.1.0. Для статистического анализа данных, принимая во внимание небольшой размер выборки, нормализация ряда была очень сложной. Для сравнения параметров анализируемых рядов применялись критерии согласованных пар Вилкоксона.Коэффициент ранговой корреляции Спирмена (rs) использовался для оценки взаимосвязи между переменными, а t-критерий Стьюдента или непараметрический тест Манна-Уитни использовался для определения различий. Уровень значимости (p-value) принимался равным 0,05 (5%).
Результаты
Клинические симптомы, тип эпилепсии, возраст начала, результаты МРТ головного мозга и текущее лечение представлены в таблице 1. У пациентов 1 и 3 не было припадков в последний месяц перед второй оценкой ВСР, у пациента 2 не было припадков за последние три месяца. за несколько недель до второй оценки ВСР, а у пациента 4 частота приступов не изменилась после трех месяцев нейростимуляции.
Таблица 1Описание пациентов
Пациенты Возраст / пол | Клинические симптомы | Возраст начала | Тип эпилепсии | МРТ головного мозга | Текущее лечение |
---|---|---|---|---|---|
Пациент 1 | вращательное головокружение, затрудненное дыхание, | 8 | очаговая эпилепсия | не связано с эпилепсией | Ламотриджин, |
33 / гнездо | мечтательное состояние, мимика, обобщение | (левая передне-височная), вторично генерализованные припадки | отклонения от нормы | Леветирацетам и окскарбазепин | |
Пациент 2 | аномальное ощущение загрудинного | 6 | очаговая эпилепсия | не связано с эпилепсией | вальпроевая кислота и |
34 / гнездо | боль, тошнота, одышка, жгучий «жар» в периоральной области, анартрия | (левая островковая эпилепсия) » | отклонения от нормы | Леветирацетам | |
Пациент 3 | загрудинный восходящий «жар», | 4 | очаговая эпилепсия | атрофия левого островка с | вальпроат и |
31 / мужской | гиперсаливация и постиктальное психомоторное возбуждение с гетероагрессивным поведением | (левосторонняя островковая эпилепсия) с вторично генерализованными припадками | лобно-теменное расширение | Окскарбазепин | |
Пациент 4 | головокружение, потливость и односторонняя моторика | 8 | мультифокальная эпилепсия с | Теменно-затылочная | Ламотриджин, |
29 / гнездо | симптомы, моторная афазия и генерализация | Вторично генерализованные припадки | аномалии вращения | Леветирацетам и карбамазепин | |
Пациент 5 | вращательное головокружение, прилив лица, чувство | 22 | очаговая эпилепсия (правый островок | не связано с эпилепсией | леветирацетам и |
34 / гнездо | нереальность и обобщение | эпилепсия) с вторично генерализованными приступами | отклонения от нормы | Окскарбазепин |
Частота приступов снизилась у пациента 3 за последний месяц перед второй оценкой ВСР во время терапии ВНС.Параметры VNS пяти пациентов приведены в таблице 2.
Таблица 2Параметры ВНС пяти пациентов
Параметры VNS | Пациент 1 | Пациент 2 | Пациент 3 | Пациент 4 | Пациент 5 |
---|---|---|---|---|---|
Нормальный режим — выходной ток | 2 мА | 1,5 мА | 1 мА | 2 мА | 2 мА |
Нормальный режим — частота | 30 Гц | 30 Гц | 30 Гц | 30 Гц | 30 Гц |
Нормальный режим — ширина импульса | 500 мкс | 500 мкс | 500 мкс | 500 мкс | 500 мкс |
Нормальный режим — рабочий цикл | 10% | 10% | 10% | 10% | 10% |
Нормальный режим — время включения | 30 сек | 30 сек | 30 сек | 30 сек | 30 сек |
Нормальный режим — время выключения | 5 мин. | 5 мин. | 5 мин. | 5 мин. | 5 мин. |
Наши записи ЭКГ не выявили брадикардию, тахикардию или другие сердечные аритмии в состоянии покоя или во время провокации у всех пяти пациентов.MTRS-анализ записей ЭКГ от пяти пациентов во время тестов в состоянии покоя и вегетативной активации предоставил параметры временной и частотной области (таблица 3). Чтобы уменьшить влияние ЧСС на ВСР, параметры, которые выявили отрицательную взаимосвязь с ЧСС, такие как RMSSD, pNN50 и HF, были разделены на квадрат mRR, чтобы стать независимыми от ЧСС. Параметр, положительно связанный с ВСР (соотношение LF / HF), умножали на квадрат mRR [16, 19].
Таблица 3Параметры во временной области RMSSD и pNN50, полученные с помощью анализа MTRS
RMSSD (мс) / mRR (мс) | |||||
---|---|---|---|---|---|
RS | DB | HG | ST | ВА | |
Пациент 1 | 16.92 / 672,04 | 17,92 / 654,24 | 15,43 / 659,62 | 14,23 / 648,60 | 16,86 / 650,82 |
14,96 / 659,72 | 16,02 / 675,86 | 13,92 / 675,74 | 10,55 / 586,11 | 15,33 / 707,65 | |
Пациент 2 | 32,60 / 784,96 | 31,92 / 766,67 | 26.32 / 767,27 | 22,13 / 757,84 | 50,74 / 762,54 |
56,97 / 882,40 | 54,84 / 822,0 | 35,99 / 766,96 | 31,57 / 816,03 | 68,51 / 897,17 | |
Пациент 3 | 30,60 / 814,14 | 30,66 / 814,73 | 19,62 / 776,57 | 21,78 / 760,08 | 25.01 / 802.67 |
52,71 / 807,33 | 51,86 / 813,28 | 49,29 / 713,58 | 50,15 / 710,23 | 51,86 / 801,46 | |
Пациент 4 | 13,95 / 753,19 | 15,11 / 790,86 | 13,07 / 734,40 | 9,70 / 752,70 | 16,55 / 790,91 |
13,47 / 809.55 | 15,47 / 825,38 | 12,77 / 784,77 | 17,94 / 799,35 | 21,64 / 822,14 | |
Пациент 5 | 16,04 / 666,29 | 19,85 / 660,71 | 17,96 / 674,05 | 14,40 / 641,75 | 21,37 / 674,19 |
19,53 / 660,71 | 24,59 / 727,13 | 22,47 / 743.25 | 16,64 / 678,53 | 28,18 / 763,04 |
pNN50 (%) / mRR (мс) | |||||
---|---|---|---|---|---|
Пациент 1 | 0 / 672,04 | 0 / 654,24 | 0 / 659,62 | 0 / 648,60 | 0 / 650,82 |
0.50 / 659,72 | 0,42 / 675,86 | 0 / 675,74 | 0 / 586,11 | 0,65 / 707,65 | |
Пациент 2 | 10 / 784,96 | 8,02 / 766,67 | 4,5 / 767,27 | 3,14 / 757,84 | 11,11 / 762,54 |
28,03 / 882,40 | 15,31 / 822,0 | 10,95 / 766,96 | 12.59 / 816,03 | 28.07 / 897.17 | |
Пациент 3 | 7,08 / 814,14 | 7,17 / 814,73 | 2,08 / 776,57 | 3,94 / 760,08 | 5,99 / 802,67 |
23,99 / 807,33 | 26,14 / 813,28 | 12,26 / 713,58 | 12,50 / 710,23 | 27,33 / 801,46 | |
Пациент 4 | 0.75 / 753,19 | 1,11 / 790,86 | 0,58 / 734,40 | 0 / 752,70 | 1,90 / 790,91 |
0 / 809,55 | 1,20 / 825,38 | 0,48 / 784,77 | 0,39 / 799,35 | 3,68 / 822,14 | |
Пациент 5 | 0,70 / 666,29 | 3,44 / 660,71 | 0,23 / 674,05 | 0.88 / 641,75 | 3,71 / 674,19 |
0,75 / 660,71 | 4,63 / 727,13 | 2,08 / 743,25 | 0,31 / 678,53 | 5,04 / 763,04 |
Чтобы проанализировать взаимосвязь до и после коррекции параметров, мы выполнили знаковый ранговый тест Уилкоксона для согласованных пар. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена «rs», рассчитанный для сравнения значений до и после нормализации, отображается в таблице 4 для каждого пациента.
Таблица 4Знаковый ранговый критерий Уилкоксона для согласованных пар до и после коррекции параметров ВСР
Пациент | RMSSD | pNN50 | HF | НЧ / ВЧ | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Пациент 1 | об = 0,87 | р = 0,0008 | RS = 0.99 | р = 0,0014 | об = 0,92 | р = 0,0002 | об = 0,96 | р <0,0001 | |||
Пациент 2 | об = 0,90 | р = 0,0004 | об. = 0,97 | р <0,0001 | об = 0,93 | р = 0,0001 | об. = 0,97 | р <0.0001 | |||
Пациент 3 | об = 0,81 | п = 0,0030 | об = 0,99 | р <0,0001 | об = 0,90 | р = 0,0004 | об. = 0,95 | р <0,0001 | |||
Пациент 4 | об = 0,83 | п = 0,0024 | об = 0,98 | р <0.0001 | об = 0,93 | р = 0,0001 | об = 0,96 | р <0,0001 | |||
Пациент 5 | об = 0,90 | р = 0,0004 | об = 0,98 | р <0,0001 | об. = 0,45 | р = 0,0956 | об = 0,83 | р = 0,0019 |
Корреляция ЧСС и RespRate с одинаковыми вышеупомянутыми параметрами отображается в таблице 5.Подобно корреляции HR, RMSSD, pNN50 и HF показали отрицательную корреляцию с RespRate, соответственно LF / HF показали положительную корреляцию с RespRate.
Таблица 5Корреляция ЧСС (уд / мин) и частоты дыхания (вдох / мин) со стандартными параметрами ВСР
ЧСС (уд / мин) | RMSSD | pNN50 | HF | НЧ / ВЧ | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Пациент 1 | RS = -0.63 | об. = -0,50 | об. = -0,63 | rs = 0,70 | ||||||
Пациент 2 | об. = -0,78 | об = -0,94 | об. = -0,65 | об = 0,69 | ||||||
Пациент 3 | RS = -0.13 | р <0,05 | об = -0,21 | р <0,05 | rs = -0,80 | р <0,05 | об. = 0,80 | р <0,05 | ||
Пациент 4 | об. = -0,64 | об = -0,45 | об. = -0,46 | об = 0,23 | ||||||
Пациент 5 | RS = -0.81 | об. = -0,44 | об. = -0,66 | об = 0,63 |
Частота дыхания (вдохов / мин) | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Пациент 1 | об. = -0,34 | RS = -0.71 | об. = -0,04 | об = 0,32 | ||||||
Пациент 2 | об = -0,90 | rs = -0,80 | об. = -0,58 | об. = 0,42 | ||||||
Патент 3 | об / мин = -0,72 | р <0,05 | RS = -0.86 | р <0,05 | об / мин = -0,60 | р <0,05 | об. = 0,41 | р <0,05 | ||
Пациент 4 | об. = -0,70 | об / мин = -0,61 | об. = -0,51 | об. = 0,16 | ||||||
Пациент 5 | RS = -0.97 | rs = -0,80 | об. = -0,64 | об. = 0,45 |
Образец реакции на тесты вегетативной активации (глубокое дыхание, захват рукой, стояние, маневр Вальсальвы), отображаемый по нескольким параметрам ВСР, был аналогичным после нормализации (результаты показаны на рисунке 1).
Рисунок 1
параметров ВСР пяти пациентов.RS = состояние покоя, DB = тест на глубокое дыхание, HG = тест с захватом руки, ST = тест стоя, VA = маневр Вальсальвы, Тест 1, Тест 2
Соответствующие ответы на парасимпатические (глубокое дыхание и маневр Вальсальвы) и соответственно симпатические (захват рукой и стоя) тесты активации наблюдались у всех пациентов, на что указывало увеличение значений RMSSD, pNN50 и HF, соответственно, уменьшение значений вышеупомянутых параметров во время испытания в обеих оценках.
Первый пациент продемонстрировал небольшое снижение значений RMSSD после трех месяцев VNS, в то время как второй, третий и пятый пациенты показали увеличение значений нескольких парасимпатических параметров во втором тесте. Параметры временной и частотной области не выявили значительного изменения вегетативного состояния сердца после трех месяцев VNS у четвертого пациента (рисунок 1).
Параметры частотной области для пациента 3 во время второй оценки ВСР в состоянии покоя показаны на рисунке 2.Во время записи ЭКГ пациент представил активацию генератора (период включения), что было клинически симптоматичным (изменение голоса и кашель). В интервале между 85 и 115 секундами записи ЭКГ мы идентифицировали период включения, который в дальнейшем определялся увеличением значений RMSSD (рисунок 3). Это может быть примером реакции на левое ВНС с интенсивностью, достаточной для немедленного изменения вегетативной модуляции сердечно-сосудистой системы. В период выключения значения RMSSD быстро восстанавливались до базовых значений с временным превышением базовых значений (рисунок 3).
Рисунок 2
Параметры ВСР третьего пациента в состоянии покоя во время пробы 2
Обсуждение
Пациенты с рефрактерной эпилепсией могут иметь пониженную ВСР, что вызывает опасения, что изменение вегетативной функции может способствовать внезапной неожиданной смерти при эпилепсии (SUDEP) [25, 26]. Долгосрочные записи у этих пациентов показали, что может возникать тяжелая брадикардия или асистолия [27, 28], вероятно, связанная с повышенным тонусом блуждающего нерва, связанным со сном.Клиническое значение и потенциальная связь с симпатовагальным изменением все еще требует уточнения. Эпилептические припадки с вовлечением височной или островковой доли подвержены таким осложнениям [28, 29], что подчеркивает важность интерктальной кардиологической оценки у этих пациентов.
Считается, что положительный эффект ВНС у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией опосредован афферентными путями блуждающего нерва, модулирующими активность различных церебральных структур, вероятно, участвующих в качестве триггерных точек припадков [30].Активация вагусных эфферентных путей может изменить сердечно-сосудистую активность через синоатриальный узел и проводящую систему сердца [30, 31].
Все пять пациентов показали нормальные ответы на тесты симпатической и парасимпатической активации при первой оценке ВСР. VNS не изменял модуляцию ЧСС в ответ на тесты вегетативной активации после трех месяцев нейромодуляции блуждающего нерва. Эти данные могут указывать на незначительный вклад в кардиальный контроль симпатических эфферентных аксонов, содержащихся в вагосимпатическом комплексе в ответ на VNS.Шейный блуждающий нерв — смешанный нерв, содержащий как афферентные, так и эфферентные аксоны, принадлежащие симпатической и парасимпатической нервной системе [32, 33]. Связанные с сердцем эфферентные выступы, содержащиеся в каждом шейном вагосимпатическом стволе, составляют
преимущественно парасимпатических преганглионарных аксонов [34]. Парасимпатические преганглионарные проекции, возникающие с обеих сторон из ядра amibiguus, иннервируют множественные внутренние сердечные ганглионарные сплетения, расположенные в тканях предсердий и желудочков, обеспечивая прямой контакт с парасимпатическими постганглионарными нейронами [35].Имеются анатомические и функциональные данные, указывающие на то, что вагосимпатический ствол также содержит небольшое количество симпатических эфферентных волокон [35, 36], которые модулируют сердечную функцию через внутреннюю сердечную нервную систему [37], внося свой вклад в регулирование между сокращениями. Считается, что левошейный ВНС минимизирует потенциальную брадикардию или асистолию, в первую очередь опосредованную правым блуждающим нервом [38]. В то время как левый шейный отдел позвоночника одобрен для лечения рефрактерной эпилепсии и резистентной депрессии, правый шейный отдел шейного отдела позвоночника был клинически протестирован на сердечную недостаточность [38].
Хронический ВНС влияет как на симпатическую, так и на парасимпатическую модуляцию, но не влияет отрицательно на вегетативную сердечно-сосудистую регуляцию [39, 40]. Парасимпатическая повышающая
Рисунок 3
Значения RMSSD третьего пациента в состоянии покоя во время теста 2
Активность, по-видимому, оказывает кардиозащитное действие против SUDEP [41]. Сердечная брадиаритмия представляет собой редкое осложнение, сообщается о нескольких единичных случаях во время продолжающейся терапии VNS [42, 43, 44, 45, 46].VNS может также усиливать симпатический выброс, повышая уровень норадреналина в гиппокампе [9, 47]. Locus coeruleus, главное норадренергическое ядро мозга, участвует в схеме, необходимой для противосудорожной эффективности VNS [48]. Следовательно, подавление приступов с помощью ВНС у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией может зависеть от высвобождения норадреналина, нейромодулятора, обладающего противосудорожным действием.
Другой корковой структурой, участвующей в вегетативной регуляции, является островок.Поражения островка связаны со смертностью из-за вегетативной дисфункции [29]. Электрическая стимуляция инсула человека вызывала хронотропную реакцию сердца и реакцию артериального давления у пациентов с эпилепсией [49]. Правый островок, по-видимому, регулирует симпатический тонус, тогда как левый островок связан с преобладающим парасимпатическим контролем [50]. Существуют противоречивые данные, подтверждающие кортикальную латерализацию вегетативного контроля [51, 52]. Четверо из пяти наших пациентов страдали островковой или височной эпилепсией. Пациент 3 с левой островковой эпилепсией и пациент 5 с правой островковой эпилепсией продемонстрировали как соответствующие ответы на тесты вегетативной активации, так и небольшое увеличение некоторых парасимпатических параметров после трех месяцев применения VNS.
Противоэпилептические препараты также могут влиять на вегетативную активность. Карбамазепин влияет на вегетативную модуляцию
среди пациентов с височной эпилепсией [53, 54] и синдром отмены могут увеличивать сердечную симпатическую активность во время сна [55]. Пациент 4 принимал карбамазепин, и анализ ВСР показал преобладание симпатического тонуса в обеих оценках, что потребовало дальнейшего кардиологического мониторинга. Предполагается, что ламотриджин обладает сердечным аритмогенным потенциалом при определенных метаболических состояниях.Для анализа клинического воздействия необходимы дальнейшие исследования [56].
Сильные стороны нашего отчета включают MTRS-анализ ВСР на коротких записях ЭКГ (5 минут) после тестов вегетативной активации. Преимущество MTRS-анализа, который не требует интерполяции на неэквидистантных RR-интервалах, в отличие от быстрого преобразования Фурье, заключается в оценке более коротких локальных сегментов данных [11, 13]. Адекватная коррекция, направленная на устранение влияния ЧСС на ВСР, всегда должна выполняться по физиологическим, но также и по математическим причинам [17, 18, 19].
Одним из ограничений нашего отчета является уменьшенное количество пациентов, в то время как другим используется исследование поверхностной ЭЭГ из-за удаленного расположения островковой коры относительно электродов кожи головы и быстро распространяющейся активности.
Вегетативная нервная система должна быть оценена у пациентов с эпилепсией из-за риска сердечных аритмий и SUDEP, особенно у пациентов с лекарственной устойчивостью. Мы предлагаем анализ ВСР в качестве полезного инструмента для оценки симпатовагального баланса и выявления пациентов с высоким риском сердечной аритмии.Более того, анализ ВСР может быть практическим инструментом для определения пациентов, подходящих для лечения ВНС.
Мы выражаем признательность доктору Хайнцу Рюдигеру за предоставление программного обеспечения MTRS и конструктивное сотрудничество пяти пациентов в этом исследовании.
Ссылки
[1] Моше С.Л., Перука Э., Ривлин Р., Томсон Т. Эпилепсия: новые достижения. Ланцет. 2015; 385: 884–898. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(14)60456-6 Поиск в Google Scholar
[2] Devinsky O, Hesdorffer DC, Thurman DJ, Lhatoo S, Richersonet G.Внезапная неожиданная смерть при эпилепсии: эпидемиология, механизмы и профилактика. Lancet Neurol. 2016; 15 (10): 1075-1088. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(16)30158-210.1016/S1474-4422(16)30158-227571159 Искать в Google Scholar
[3] Harden C, Tomson T, Gloss D, Buchhalter J, Cross JH, Donner E, et al. Краткое изложение практического руководства: Внезапная неожиданная смерть в показателях заболеваемости эпилепсией и факторах риска: отчет Подкомитета по разработке, распространению и внедрению рекомендаций Американской академии неврологии и Американского общества эпилепсии.Неврология. 2017; 88 (17): 1674-1680. https://doi.org/10.1212/WNL.00000000000036852843884110.1212/WNL.0000000000003685 Поиск в Google Scholar
[4] Kwan P, Arzimanoglou A, Berg AT, Brodie MJ, Hauser WA, Mathernet G, et al. Определение лекарственно-устойчивой эпилепсии: согласованное предложение специальной целевой группы Комиссии ILAE по терапевтическим стратегиям. Эпилепсия. 2010; 51 (6): 1068-1077. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2009.02397.x Поиск в Google Scholar
[5] Panebianco M, Zavanone C, Dupont S, Restivo DA, Pavone A.Терапия стимуляцией блуждающего нерва при парциальной эпилепсии: обзор. Acta Neurol Belg. 2016; 116 (3): 241-248. https://doi.org/10.1007/s13760-016-0616-326
410.1007/s13760-016-0616-3 Поиск в Google Scholar
[6] Morris GL, Gloss D, Buchhalter J, Mack KJ, Nickels K, Harden C. Обновление рекомендаций, основанных на фактах: Стимуляция блуждающего нерва для лечения эпилепсии. Неврология. 2013; 81 (16): 1453-1459. https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3182a393d110.1212/WNL.0b013e3182a393d123986299 Искать в Google Scholar
[7] Ryvlin P, Gilliam FG, Nguyen DK, Colicchio G, Iudret P, Tinupe.Долгосрочный эффект стимуляции блуждающего нерва на качество жизни пациентов с фармакорезистентной фокальной эпилепсией: исследование PuLsE (открытое проспективное рандомизированное долгосрочное исследование эффективности). Эпилепсия. 2014; 55 (6): 893-900. https://doi.org/10.1111/epi.1261110.1111/epi.1261124754318 Поиск в Google Scholar
[8] Fornai F, Ruffoli R, Giorgi FS, Paparelli A. Роль голубого пятна в противоэпилептической активности, вызванной блуждающим нервом нервная стимуляция. Eur J Neurosci. 2011; 33 (12): 2169-2178. https: // doi.org / 10.1111 / j.1460-9568.2011.07707.x2153545710.1111 / j.1460-9568.2011.07707.x Искать в Google Scholar
[9] Garamendi I, Acera M, Agundez M, Galbarriatu L, Marinas A, Pomposo Я и др. Сердечно-сосудистые вегетативные и гемодинамические реакции на стимуляцию блуждающего нерва при лекарственно-устойчивой эпилепсии. Захват. 2017; 45: 56-60. https://doi.org/10.1016/j.seizure.2016.11.01810.1016/j.seizure.2016.11.01827
[10] Целевая группа Европейского общества кардиологов и Североамериканского общества кардиостимуляции и Электрофизиология.Вариабельность сердечного ритма: стандарты измерения, физиологическая интерпретация и клиническое использование. Тираж. 1996; 93: 1043-1065. https://doi.org/10.1161/01.CIR.93.5.1043 Поиск в Google Scholar
[11] Рюдигер Х., Клингхаммер Л., Шойх К. Тригонометрический регрессивный спектральный анализ — метод картирования биений до -бросить записанные сердечно-сосудистые параметры в частотную область по сравнению с преобразованием Фурье. Вычислительные методы Программы Biomed. 1999; 58 (1): 1-15. https://doi.org/10.1016 / S0169-2607 (98) 00070-410195642 Искать в Google Scholar
[12] Майерс К.А., Белло-Эспиноза Л.Е., Симондс Дж. Д., Зубери С.М., Клегг Р., Садлэйр Л.Г. и др. Вариабельность сердечного ритма при эпилепсии: потенциальный биомаркер внезапной неожиданной смерти при риске эпилепсии. Эпилепсия. 2018; 59 (7): 1372-1380. https://doi.org/10.1111/epi.1443810.1111/epi.1443829873813 Поиск в Google Scholar
[13] Li K, Rüdiger H, Haase R, Ziemssen T. Новаторский метод оценки спонтанной чувствительности к барорефлексам с помощью коротких сегментов данных : Множественный тригонометрический регрессивный спектральный анализ.Front Physiol. 2018; 9: 10. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.0001010.3389/fphys.2018.0001029403393 Поиск в Google Scholar
[14] Billman GE. Отношение LF / HF не позволяет точно измерить симпато-вагусный баланс сердца. Front Physiol. 2013; 4: 26. https://doi.org/10.3389/fphys.2013.0002623431279 Поиск в Google Scholar
[15] Моак Дж. П., Гольдштейн Д. С., Эльдада Б. А., Салим А., Холмс С., Печник С. и др. Низкочастотная мощность вариабельности сердечного ритма в положении лежа на спине отражает функцию барорефлекса, а не симпатическую иннервацию сердца.Ритм сердца 2007; 4: 1523–1529. https://doi.org/10.1016/j.hrthm.2007.07.01
[16] Gsior JS, Sacha J, Pawłowski M, Zieliński J, Jeleń PJ, Tomik A, et al. Нормативные значения параметров вариабельности сердечного ритма у детей школьного возраста: простой подход, учитывающий различия в средней частоте сердечных сокращений. Фронт. Physiol. 2018; 9: 1495. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.0149510.3389/fphys.2018.0149530405445 Искать в Google Scholar
[17] Sacha J, Pluta W.Изменения средней частоты пульса приводят к изменению вариабельности частоты пульса по математическим причинам. Int. J. Cardiol. 2008. 128 (3): 444–447. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2007.06.0471768970910.1016/j.ijcard.2007.06.047 Поиск в Google Scholar
[18] Sacha J, Pluta W. Различные методы анализа вариабельности сердечного ритма выявляют разные корреляции спектра вариабельности сердечного ритма со средней частотой сердечных сокращений. J. Electrocardiol. 2005. 38 (1): 47–53. https://doi.org/10.1016/j.jelectrocard.2004.09.0151566034710.1016 / j.jelectrocard.2004.09.015 Искать в Google Scholar
[19] Sacha J, Barabach S, Statkiewicz-Barabach G, Sacha K, Muller A, Piskorski J, et al. Как усилить или ослабить зависимость ВСР от частоты сердечных сокращений — Описание метода и его перспективы. Int. J. Cardiol. 2013; 168 (2): 1660–1663. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2013.03.03810.1016/j.ijcard.2013.03.03823578892 Искать в Google Scholar
[20] Монфреди О., Ляшков А.Е., Йонсен А.Б., Инада С., Шнайдер Х., Ван R, et al.Биофизическая характеристика недооцененной и важной взаимосвязи между вариабельностью сердечного ритма и частотой сердечных сокращений. Гипертония. 2014; 64 (6): 1334-43. https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.114.0378210.1161/HYPERTENSIONAHA.114.0378225225208 Поиск в Google Scholar
[21] Gąsior JS, Sacha J, Jeleń PJ, Zieliński J, Przybylski J. Влияние частоты сердечных сокращений и дыхания Повторяемость вариабельности сердечного ритма: эффекты коррекции преобладающего сердечного ритма. Front Physiol.2016; 7: 356. https://doi.org/10.3389/fphys.2016.0035627588006 Поиск в Google Scholar
[22] Брюс EN. Временные вариации дыхания. J Appl Physiol. 1996; 80 (4): 1079-1087. https://doi.org/10.1152/jappl.1996.80.4.10798
910.1152/jappl.1996.80.4.1079 Поиск в Google Scholar
[23] Quintana DS, Heathers JA. Соображения при оценке вариабельности сердечного ритма в биоповеденческих исследованиях. Front Psychol. 2014; 5: 805. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2014.0080525101047 Поиск в Google Scholar
[24] Sinnecker D, Dommasch M, Barthel P, Müller A, Dirschinger RJ, Hapfelmeier A, et al.Оценка средней частоты дыхания по записям ЭКГ для стратификации риска после инфаркта миокарда. J Electrocardiol. 2014; 47 (5): 700-704. https://doi.org/10.1016/j.jelectrocard.2014.04.02110.1016/j.jelectrocard.2014.04.021248
Искать в Google Scholar[25] Massetani R, Strata G, Galli R, Gori S, Gneri C, Limbruno U, et al. Нарушение функции сердца у пациентов с височной эпилепсией: различные роли мониторинга ЭЭГ-ЭКГ и спектрального анализа вариабельности ЧД.Эпилепсия. 1997. 38: 363–369. https://doi.org/10.1111/j.1528-1157.1997.tb01129.x
0010.1111/j.1528-1157.1997.tb01129.x Искать в Google Scholar[26] Ansakorpi H, Korpelainen JT, Huikuri HV, Tolonen U, Myllylä VV, Isojärvi JI. Динамика сердечного ритма при рефрактерной и хорошо контролируемой височной эпилепсии. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2002; 72: 26–30. Https://doi.org/10.1136/jnnp.72.1.261178482010.1136/jnnp.72.1.26 Поиск в Google Scholar
[27] Ней М. Сердечные эффекты судорог.Epilepsy Curr. 2009; 9 (4): 91-95. https://doi.org/10.1111/j.1535-7511.2009.01303.x10.1111/j.1535-7511.2009.01303.x19693322 Искать в Google Scholar
[28] Rugg-Gunn F, Simister RJ, Squirell M , Холдрайт Д.Р., Дункан Дж. С.. Сердечные аритмии при фокальной эпилепсии: проспективное долгосрочное исследование. Ланцет. 2004; 364: 2212–2227. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(04)17594-610.1016/S0140-6736(04)17594-615610808 Искать в Google Scholar
[29] Lacuey N, Zonjy B, Theerannaew W., Loparo KA, Тацуока С., Сахадеван Дж. И др.Повреждение левого островка, вегетативная нестабильность и внезапная неожиданная смерть при эпилепсии. Эпилепсия. 2016; 55: 170173. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2015.12.009 Искать в Google Scholar
[30] Генри TR. Лечебные механизмы стимуляции блуждающего нерва. Неврология. 2002; 59: S3-14. https://doi.org/10.1212/WNL.59.6_suppl_4.S310.1212/WNL.59.6_suppl_4.S312270962 Искать в Google Scholar
[31] Премчанд Р.К., Шарма К., Миттал С., Монтейро Р., Диксит С., Либбус Я и др. Расширенное наблюдение за пациентами с сердечной недостаточностью, получающими терапию вегетативной регуляции в исследовании ANTHEM-HF.J Card Fail. 2016; 22 (8): 639-642. https://doi.org/10.1016/j.cardfail.2015.11.00210.1016/j.cardfail.2015.11.00226576716 Искать в Google Scholar
[32] Bonaz B, Picq C, Sinniger V, Mayol JF, Clarencon D. Vagus нервная стимуляция: от эпилепсии до холинергического противовоспалительного пути. Нейрогастроэнтерол Мотил. 2013; 25: 208–221. https://doi.org/10.1111/nmo.1207610.1111/nmo.1207623360102 Поиск в Google Scholar
[33] Hoover DB, Shepherd AV, Southerland EM, Armor JA, Ardell JL.Нейрохимическое разнообразие афферентных нейронов, передающих сенсорные сигналы от миокарда желудочков собак. Auton Neurosci. 2008; 141: 38–45. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2008.04.01010.1016/j.autneu.2008.04.01018558516 Поиск в Google Scholar
[34] Randall WC, Ardell JL, Becker DM. Дифференциальные ответы, сопровождающие последовательную стимуляцию и удаление ветвей блуждающего нерва на сердце собаки. Am J Physiol Heart Circ Physiol 1985; 249: h233 – h240. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1985.249.1.h23310.1152 / ajpheart.1985.249.1.h233 Искать в Google Scholar
[35] Ardell JL, Rajendran PS, Nier HA, KenKnight BH, Armor JA. Центрально-периферические взаимодействия нейронной сети, вызванные стимуляцией блуждающего нерва: функциональные последствия для контроля сердечной функции. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015; 309 (10): h2740-1752. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00557.20152637117110.1152/ajpheart.00557.2015 Поиск в Google Scholar
[36] Онкка П., Маскун В., Ри К.С., Хеллиер Дж., Патель Дж., Тан Дж. и др.Симпатические нервные волокна и ганглии шейных блуждающих нервов собак: локализация и количественное определение. Сердечного ритма. 2013; 10: 585–591. https://doi.org/10.1016/j.hrthm.2012.12.0152324659710.1016/j.hrthm.2012.12.015 Искать в Google Scholar
[37] Randall DC, Brown DR, McGuirt AS, Thompson GW, Armor JA, Ardell JL. Взаимодействия внутри внутренней сердечной нервной системы вносят вклад в хронотропную регуляцию. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2003; 285: R1066 – R1075. https://doi.org/10.1152 / ajpregu.00167.20031284286310.1152 / ajpregu.00167.2003 Поиск в Google Scholar
[38] Howland RH. Стимуляция блуждающего нерва. Curr Behav Neurosci Rep 2014; 1 (2): 64-73. https://doi.org/10.1007/s40473-014-0010-5 Поиск в Google Scholar
[39] Stemper B, Devinsky O, Haendl T, Welsch G, Hilz MJ. Влияние стимуляции блуждающего нерва на сердечно-сосудистую регуляцию у пациентов с эпилепсией. Acta Neurol Scand 2008.; 117 (4): 231-236. https://doi.org/10.1111/j.1600-0404.2007.00944.x1800522310.1111 / j.1600-0404.2007.00944.x Искать в Google Scholar
[40] Ронкайнен Э., Корпелайнен Ю.Т., Хейккинен Э., Мюллюля В.В., Хуикури Х.В., Исоярви Д.И. Сердечный вегетативный контроль у пациентов с рефрактерной эпилепсией до и во время лечения стимуляцией блуждающего нерва: последующее исследование в течение одного года. Эпилепсия. 2006; 47: 556–562. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2006.00467.x1652962110.1111/j.1528-1167.2006.00467.x Искать в Google Scholar
[41] Schomer AC, Nearing BD, Schachter SC, Verrier RL.Стимуляция блуждающего нерва снижает электрическую нестабильность сердца, оцениваемую с помощью количественного анализа альтернативных зубцов T. У пациентов с лекарственно-устойчивой фокальной эпилепсией. Эпилепсия. 2014; 55: 1996-2002. https://doi.org/10.1111/epi.1285510.1111/epi.1285525470430 Поиск в Google Scholar
[42] Asconape JJ, Moore DD, Zipes DP, Hartman LM, Duffell WH Jr. Брадикардия и асистолия с использованием вагуса стимуляция нервов для лечения эпилепсии: редкое осложнение интраоперационного тестирования устройства.Эпилепсия. 1999; 40: 1452-1454.1052894310.1111 / j.1528-1157.1999.tb02019.x Поиск в Google Scholar
[43] Tatum WO, Moore DB, Stecker MM, Baltuch GH, French JA, Ferreira JA, et al. Асистолия желудочков при стимуляции блуждающего нерва при эпилепсии у человека. Неврология 1999; 52: 1267-1269. https://doi.org/10.1212/WNL.52.6.126710.1212/WNL.52.6.126710214755 Поиск в Google Scholar
[44] Али II, Пирзада Н.А., Канджвал Й, Ваннамакер Б., Медкур А., Кольц М.Т. и др. . Полная блокада сердца с асистолией желудочков во время стимуляции левого блуждающего нерва при эпилепсии.Эпилепсия. 2004; 5: 768-771. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2004.05.00810.1016/j.yebeh.2004.05.00815380133 Искать в Google Scholar
[45] Ириарте Дж., Уррестаразу Э., Алегри М., Масиас А., Гомес А., Амаро P, et al. Периодическая асистолия с поздним началом во время стимуляции блуждающего нерва. Эпилепсия. 2009; 50: 928-932. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01918.x10.1111/j.1528-1167.2008.01918.x1
[46] Amark P, Stodberg T., Wallstedt L. Late возникновение брадиаритмии во время стимуляции блуждающего нерва.Эпилепсия. 2007; 48: 1023-1024. https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2007.01023.x1738144410.1111/j.1528-1167.2007.01023.x Искать в Google Scholar
[47] Raedt R, Clinckers R, Mollet L, Vonck К., Эль-Тахри Р., Викхейсет Т., др. Повышенный уровень норадреналина в гиппокампе является биомаркером эффективности стимуляции блуждающего нерва на модели лимбического припадка. Журнал Neurochem 2011; 117 (3): 461-469. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2011.07214.x10.1111/j.1471-4159.2011.07214.x Поиск в Google Scholar
[48] Krahl SE, Clark KB, Smith DC, Browning РА.Поражения голубого пятна подавляют эффекты стимуляции блуждающего нерва, ослабляющие судороги. Эпилепсия. 1998; 39 (7): 709-714. https://doi.org/10.1111/j.1528-1157.1998.tb01155.x10.1111/j.1528-1157.1998.tb01155.x9670898 Искать в Google Scholar
[49] Оппенгеймер С., Хачинский В. Осложнения острого инсульта . Ланцет. 1992. 339 (8795): 721–724. https://doi.org/10.1016/0140-6736(92)
-510.1016/0140-6736(92)
-51347591 Поиск в Google Scholar
[50] Оппенгеймер С.М., Гелб А., Гирвин Дж. П., Хачинский В. К..Сердечно-сосудистые эффекты стимуляции коры островка человека. Неврология. 1992; 42: 1727–1732.151346110.1212 / WNL.42.9.1727 Поиск в Google Scholar
[51] Константинеску В., Матей Д., Кучуряну Д., Корчова С., Игнат Б., Попеску С.Д. Корковая модуляция вегетативной активности сердца у пациентов с ишемическим инсультом. Acta Neurol Belg. 2016; 116 (4): 473-480. https://doi.org/10.1007/s13760-016-0640-310.1007/s13760-016-0640-327097606 Поиск в Google Scholar
[52] Ди Дженнаро Г., Куарато П.П., Себастьяно Ф., Эспозито В., Онорати П., Grammaldo LG и др.Увеличение частоты сердечных сокращений в прямой кишке предшествует разряду ЭЭГ при лекарственно-устойчивых мезиальных приступах височной доли. Clin Neurophys. 2004. 115: 1169–1177. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2003.12.01610.1016/j.clinph.2003.12.016 Поиск в Google Scholar
[53] Isojarvi JIT, Ansakorpi H, Suominen K, Tolonen U, Repo M, Myllylä В.В. Интерктальные сердечно-сосудистые вегетативные реакции у пациентов с эпилепсией. Эпилепсия. 1998. 39: 420–426. https://doi.org/10.1111/j.1528-1157.1998.tb01394.x10.1111/j.1528-1157.1998.tb01394.x9578032 Искать в Google Scholar
[54] Ансакорпи Х., Корпелайнен Дж. Т., Суоминен К., Толонен У., Мюллюля В. В., Исоярви Дж. Интерктальные сердечно-сосудистые вегетативные реакции у пациентов с височной эпилепсией. Эпилепсия. 2000; 41: 42–47. https://doi.org/10.1111/j.1528-1157.2000.tb01503.x10.1111/j.1528-1157.2000.tb01503.x10643922 Поиск в Google Scholar
[55] Хеннесси MJ, Тайге MG, Бинни С.Д., Нашеф L. Внезапная отмена карбамазепина увеличивает сердечную симпатическую активность во сне.Неврология. 2001; 57: 1650–1654. https://doi.org/10.1212/WNL.57.9.165010.1212/WNL.57.9.165011706106 Поиск в Google Scholar
[56] Даниэллсон Б.Р., Лансделл К., Патмор Л., Томсон Т. Эффекты противоэпилептических препаратов ламотриджин, топирамат и габапентин на токи калия hERG. Epilepsy Res. 2005; 63: 17–25. https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2004.10.0021571608110.1016/j.eplepsyres.2004.10.002 Поиск в Google Scholar
Поступила: 04.06.2019
Принято: 2019-07-23
Опубликовано в сети: 2019-08-24
© 2019 Виктор Константинеску и др.опубликовано De Gruyter
Это произведение находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 Public License.
Стимуляция блуждающего нерва у 15 детей с терапевтически резистентной эпилепсией; его влияние на познание, качество жизни, поведение и настроение
Резюме
Цель:
Стимуляция блуждающего нерва (VNS) — это нейрофизиологическое лечение пациентов с рефрактерной эпилепсией. Появляется все больше свидетельств дополнительных преимуществ VNS для повышения качества жизни (QOL).Мы сообщаем о влиянии VNS на частоту и тяжесть приступов, а также о том, как эти изменения связаны с когнитивными способностями, качеством жизни, поведением и настроением у 15 детей с лекарственной устойчивостью и эпилепсией, не подходящей для хирургического вмешательства.
Методы:
Первоначально и через 3 и 9 месяцев лечения VNS 15 детей были обследованы с помощью шкалы развития младенцев Бейли (BSID), дошкольной и первичной шкалы интеллекта Векслера (WPPSI-R), шкалы интеллекта Векслера для Дети (WISC-III) в зависимости от уровня функционирования ребенка, визуальная аналоговая шкала для проверки качества жизни, контрольный список поведения ребенка (CBCL) для количественной оценки поведенческих проблем, аналоговая шкала настроения Додрилла и шкала самооценки депрессии Бирлесона, а также Национальная больничная эпилепсия. Шкала серьезности (NHS3).Был собран дневник частоты приступов.
Результаты:
У шести из 15 детей частота приступов снизилась на 50% или более; один из них избавился от приступов. У двоих детей приступы уменьшились на 25–50%. У двух детей увеличилась частота приступов. У 13 из 15 детей наблюдалось улучшение по NHS3. Родители сообщили о более короткой продолжительности припадка и фазы выздоровления. Изменений в когнитивном функционировании не было. У двенадцати детей улучшилось качество жизни. У одиннадцати из них также улучшилась тяжесть приступов и настроение, а у пяти также улучшились депрессивные параметры.
Заключение:
Это исследование показало хороший противосудорожный эффект VNS, улучшение тяжести приступов и качества жизни, а также тенденцию к улучшению со временем в отношении поведения, настроения и депрессивных параметров. Улучшение тяжести приступов, качества жизни, поведения, настроения и депрессивных параметров не было связано с противосудорожным эффектом.
Ключевые слова
Эпилепсия
Стимуляция блуждающего нерва
Когнитивное развитие
Качество жизни
Настроение
Дети
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Просмотреть аннотациюCopyright © 2005 BEA Trading Ltd.Опубликовано Elsevier Ltd. Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Стимуляция блуждающего нерва — обзор
Стимуляция блуждающего нерва
VNS — один из старейших протоколов нейромодуляции при эпилепсии. Еще в 1937 году Швейцер и Райт продемонстрировали подавление судорог, вызванных стрихнином, с помощью экспериментальных ВНС у кошек. Первый пациент-человек, перенесший ВНС с помощью имплантированного стимулятора, избавился от приступов в 1988 году.В 1997 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило использование VNS у подростков и взрослых с трудноизлечимыми фокальными припадками, и с тех пор VNS разработали как общепризнанную дополнительную терапию для лечения резистентной с медицинской точки зрения эпилепсии.
VNS подразумевает хирургическую имплантацию генератора под кожу верхней части грудной клетки. Отсюда подкожный кабель подключается к клеммам стимулирующего электрода, расположенным непосредственно на левом блуждающем нерве. Устройство VNS имеет два общих режима стимуляции: запланированная стимуляция с заранее заданными периодами включения и выключения и стрельба по требованию, в которой пациент или лицо, осуществляющее уход, могут активировать устройство во время припадка с помощью магнитного переключателя.Самые последние модели VNS также имеют возможность программировать пороговое изменение частоты сердечных сокращений, так что стимуляция будет запускаться тахикардией, связанной с судорожной активностью. Хирургическая процедура VNS сопряжена с относительно низким риском. Побочные эффекты, связанные со стимуляцией, такие как кашель, охриплость голоса или дискомфорт в горле, обычно незначительны и могут быть устранены путем настройки параметров стимуляции.
Механизмы, с помощью которых VNS подавляет приступы, до конца не изучены. Анатомически блуждающий нерв несет как парасимпатические эфференты к внутренним органам, так и висцеральные афференты, которые диффузно проецируются на кору и подкорковые структуры, особенно таламус, через медиальную ретикулярную формацию, но каким образом эти проекции могут изменять порог приступа, неизвестно.VNS может также активировать немиелинизированные ноцицептивные волокна C и вызывать эффект, подобный возбуждению, который также связан с повышением судорожного порога. Одно исследование указывает на снижение метаболической активности медиального таламуса во время состояния стимуляции ON у пациентов с благоприятными эффектами VNS, по оценке с помощью однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT). Результаты другого исследования, целью которого было измерить влияние VNS на соотношение возбуждение коры: ингибирование (E: I), показывают, что состояние VNS ON соответствует усиленному внутрикортикальному торможению, как измерено парной транскраниальной магнитной стимуляцией (ppTMS; см. Обсуждение далее в этой главе).Измерение межобластной синхронизации электроэнцефалограммы (ЭЭГ) кожи головы у пациентов с успешным ВНС также выявило десинхронизацию корковой электрической активности как возможный механизм ВНС.
В целом, VNS приводит к небольшому сокращению изъятий. В многоцентровом рандомизированном контролируемом исследовании взрослых с трудноизлечимыми приступами ( N = 114) измерялось подавление приступов после хронической стимуляции или активации VNS по требованию путем указания пациентам активировать устройство во время судорожной ауры.Для хронической стимуляции субъекты были рандомизированы по одному из двух условий: лечение (до 3 мА, 20–50 Гц, ширина импульса 500 мкс, ВКЛ 30–90 с, ВЫКЛ 5–10 мин) или активный контроль (до 2,75 мА, 1 Гц, ширина импульса 130 мкс, ВКЛ 30 с, ВЫКЛ 60–180 мин). После 14 недель VNS в группе лечения наблюдалось значительное снижение средней частоты приступов (24% против 6%). Что касается эффективности контролируемой пациентом активации VNS по требованию с помощью переносного магнитного переключателя, не было существенной разницы в эффективности между группами, назначенными для лечения, по сравнению с контрольными условиями (выход 0 мА, запрограммированный для активации магнита), хотя большинство субъектов воспринимали уменьшение припадков с помощью вмешательства по требованию.Последующее крупное ( N = 196) исследование VNS с аналогичными параметрами исследования подтвердило снижение частоты приступов в группе лечения, получавшей высокую стимуляцию, по сравнению с контрольной группой, получавшей слабую стимуляцию (28% с высокой стимуляцией против 15% с низкой стимуляцией). с особой эффективностью у пациентов со сложными парциальными припадками (Handforth et al., 1998).
В педиатрии результаты испытаний VNS неоднозначны. В двойном слепом рандомизированном контролируемом исследовании оценивалась эффективность VNS у детей ( N = 41) в возрасте от 3 до 17 лет, 85% — с фокальной эпилепсией и 15% — с генерализованной эпилепсией.Частоту и тяжесть приступов отслеживали с помощью дневника и Национальной шкалы тяжести приступов в больницах (NHS3). Участники были рандомизированы для лечения (0,25 мА, 30 Гц, ширина импульса 500 мкс, ВКЛ 30 секунд, ВЫКЛ 5 минут) или активного контроля (0,25 мА, 1 Гц, ширина импульса 100 мкс, ВКЛ 14 секунд, ВЫКЛ 60 минут. ) группы. После начальной фазы группа лечения получала стимуляцию максимально переносимым током (до 1,75 мА), тогда как в контрольной группе выходной ток сначала увеличивался во время посещения клиники, но затем был восстановлен до 0.25 мА. Несмотря на общее снижение частоты и тяжести приступов по сравнению с исходным уровнем, статистической разницы в снижении приступов между двумя группами не было.
Результаты ретроспективных и открытых исследований у детей более обнадеживают. В одном обзоре записей 69 детей, которым была проведена установка ВНС по поводу трудноизлечимой эпилепсии, был выявлен удовлетворительный результат, определенный по классу Энгеля I, II или III, в 55,0% выборки, но без изменений в приступах (класс Энгеля). IV) в 45%.В дополнительном ретроспективном исследовании были рассмотрены истории болезни 43 детей с лекарственно устойчивой эпилепсией в возрасте от 3 до 12 лет, 46% — с генерализованными приступами, 19% — с приступами с фокальным началом и 35% — со смешанными типами. Настройки выхода VNS варьировались от 0,5 до 2,0 мА, ВКЛ 30 секунд, ВЫКЛ 1,1–10 минут (в среднем 3 минуты). Снижение приступов после имплантации было более чем на 50% у 51% детей. Однако после имплантации VNS ни у одного из этих пациентов не было облегчения приема лекарств. Еще один ретроспективный анализ противосудорожной эффективности VNS у 69 детей в одном центре эпилепсии показал общее снижение частоты приступов на 50% через 6 месяцев и на 40% через 12 месяцев.В этом исследовании пациенты были классифицированы по частоте приступов с высокой или низкой исходной частотой. Снижение частоты приступов в группе с низкой исходной частотой приступов (≤45 приступов в месяц в течение 3 месяцев до имплантации) составило 25% через 6 месяцев, но незначительно через 12 месяцев.