《Neurosurgery》:Device and Procedure for Closed-Loop Endovascular Vagus Nerve Stimulation and Evoked Response Sensing
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本综述系统介绍了闭环血管内迷走神经刺激(CLEVNS)技术的突破性进展。通过可回收支架搭载的16电极矩阵,该技术实现了经颈静脉路径的精准神经调控与诱发复合动作电位(ECAP)实时监测。相比传统开环神经袖套植入术,该微创方案显著降低手术创伤,为癫痫、抑郁症、心力衰竭等疾病的神经调控治疗开辟了新范式。
背景与目标
迷走神经刺激(VNS)作为美国食品药品监督管理局(FDA)批准的治疗方案,已应用于难治性癫痫、卒中康复、慢性抑郁症辅助治疗及类风湿性关节炎等领域。传统神经袖套植入术需通过颈前切开术直接固定于神经,存在手术创伤大、无法实时监测神经反馈、电极位置不可调整等局限。迷走神经内部束支结构的个体差异性更凸显了精准调控的必要性。
方法创新
研究团队开发了基于可回收支架的闭环血管内迷走神经刺激系统。该系统的核心组件包括:(1)搭载16个定向电极的镍钛合金支架,通过5-8mm间距的4×4电极矩阵实现刺激-传感双功能;(2)采用激光纹理化处理的铂铱电极,通过绝缘涂层实现刺激场定向投射;(3)多腔聚醚醚酮(PEEK)推送系统支持术中反复回收定位。在绵羊模型实验中,通过术前磁共振成像(MRI)规划颈静脉(EJV)与迷走神经的解剖关系,结合荧光透视引导实现支架的轴向与旋转精准定位。
技术突破
术中ECAP映射技术通过相邻双极电极对监测神经信号传播,结合神经肌肉阻滞剂(阿曲库铵)鉴别神经信号与肌电干扰。数据显示,16电极配置较8电极系统显著提升空间覆盖范围(支架直径18mm,血管直径15mm)。跨4例受试者的ECAP信号采集证实了3.85m/s的传导速度,符合B类神经纤维特征(文献记载为3-14m/s)。刺激强度在0.1-5mA范围内与ECAP峰值振幅呈显著正相关(P<0.0011)。
临床应用前景
相较于传统神经袖套植入(需颈动脉鞘解剖及皮下隧道建立),血管内路径通过锁骨下静脉入路简化操作流程。支架内皮化特性有望提升长期信号稳定性。定向刺激技术为选择性激活特定神经束支、降低声嘶、咳嗽等副作用提供可能。已有临床研究(Hays等)表明闭环VNS对慢性卒中患者上肢功能恢复具有促进作用。
局限与展望
当前研究仍需慢性实验验证支架长期安全性,包括颈内静脉(IJV)支架常见并发症(移位、断裂、狭窄等)的评估。尽管小样本临床研究显示积极结果,大规模队列研究仍是证明ECAP引导闭环VNS临床优势的关键。该技术平台为外周神经刺激研究开辟了新维度,尤其对需要长期神经调控的慢性疾病管理具有重大意义。