神经调控技术与应用
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第七节 更换电池与可充电脑刺激器

一、更换电池
(一)电池使用寿命
目前国内使用的DBS刺激器包括进口刺激器和国产刺激器。国产刺激器见相关章节,本节以进口刺激器为例,介绍更换电池注意事项以及可充电脑刺激器。
进口的DBS刺激器大体可以分为原电池型和可充电电池型两类,原电池型刺激器又分为单通道原电池刺激器和双通道原电池刺激器。原电池刺激器的电池寿命与多种因素有关,就国际和国内使用情况来看,一般情况下,单通道原电池刺激器的使用寿命约为4~6年,双通道原电池刺激器的使用寿命约为3~5年;而对于可充电刺激器,电池寿命为9-15年(无过量放电发生),与参数的设置和使用情况无关,对于电量要求较高的患者,可充电刺激器较为适合。
每个患者植入的原电池刺激器的使用寿命各异,电池寿命的长短取决于下列因素:①参数设置(振幅、频率、脉宽、使用的触点个数、每根电极设定的程序数量);②系统阻抗;③每天开启刺激的时间;④患者自身调整参数的程度。
(二)更换时机
对于原电池型刺激器,由于电池使用寿命因人而异,所以刺激器的更换时机是一个一直困扰患者的问题,对于一些严重的情况,在电池寿命的最后一段时间内,电池还能够使用多久已经对患者造成很大的心理负担。在电池电量耗尽前的2~3个月,当电池电压达到2.6V时,患者控制器会自动的发出更换电池电量警报(electrical replacement indicator,ERI)(图2-1-7-1)。
图2-1-7-1 进口原电池刺激器电池寿命曲线
EOS:服务终止;ERI:电量警报;红线:Soletra刺激器;绿线:Kinetra刺激器;蓝线:Activa SC/PC刺激器
对于可充电型刺激器,ERI警报会发生在最后的1年(第8年后),在第9年的时刻电池会自动锁定,停止治疗,患者控制器和充电器会显示EOS。
术后,患者可以通过患者控制器随时查看刺激器电池电量,屏幕图标含义如表2-1-7-1。可充电刺激器默认了患者每天检查刺激器电池电量的提醒,该功能可以通过医用程控仪关闭。
表2-1-7-1 患者控制器图标含义
(三)刺激器更换时注意事项
原来植入单通道神经刺激器的患者,在进行更换电池时,可直接更换。原来植入双通道神经刺激器的患者,在进行更换电池时,由于新的刺激器的接头与原来的延伸导线不适配,为了避免更换延伸导线而导致重新制备皮下隧道,可使用转接头装置,如图2-1-7-2。
原来的两根延长导线可以插进转接头一端的两个插槽中,转接头的另一端插入刺激器的插槽中,刺激器的另一个插槽通过转接头包装里的封堵器进行封堵,如图2-1-7-3。
值得注意的是,在新植入时,电极1上的触点编号默认为0、1、2、3,电极2上的触点编号默认为8、9、10、11。在使用适配器进行刺激器更换时,由于原来的两根延伸导线合并为一根导线插入到刺激器的一个插槽中,所以如果使用刺激器插槽1,第一根电极触点编号不变,仍为0、1、2、3,而第二根电极的触点编号则需通过医用程控仪改为4、5、6、7。同样,如果使用刺激器插槽2,则第一根电极的触点编号需改变为8、9、10、11,而第二根电极的触点编号需改变为12、13、14、15。
图2-1-7-2 转接头
在埋置适配器时,适配器需要放置在刺激器的下面,导线盘绕在适配器的下面。导线不能盘绕在刺激器上面,这样可能会影响感应或充电,也不能盘绕在刺激器和适配器中间,这样会影响导线的绝缘性从而导致失去刺激。
当用新的刺激器替换原来的刺激器后,在开机程控时,相较于原来刺激器最后的电压设置,新刺激器的初始电压要降低25%,再调整电压至最大疗效。例如,如果原来患者的电压是4V,在更换刺激器后,初始电压要设置在3V,观察患者的反应,再调整电压。
二、可充电脑起搏器
(一)可充电刺激器和充电系统
可充电脑起搏器使电池体积缩小,而寿命极大限度地延长,减少了患者更换电池的手术次数,使得患者免受多次手术之苦,同时也一定程度上减轻了患者的经济负担。可充电刺激器的出现,受到医生和患者的广泛好评。可充电脑起搏器参数见表2-1-7-2。
表2-1-7-2 可充电脑起搏器参数
植入可充电刺激器的患者需要有能力维持对刺激器的定期充电,患者本人或家属可以通过配备的充电系统(图2-1-7-4)即可为刺激器定期充电。无论选择每周充一次电还是每天充一次电,均不会影响电池的电量,充电方式不会影响电池寿命。
整套充电系统分为四部分:充电器、电源适配器、天线和供穿着的肩带。
(二)为充电器充电
在为刺激器充电前,需要先为充电器进行充电。将电源适配器的一端接入交流电源,一端连接充电器,充电进程自动开始,此时充电器的屏幕显示如图2-1-7-5:
(三)为刺激器充电
如有需要,可先佩戴肩带并固定好位置(天线对准刺激器的位置),方便患者在充电时仍可进行其他活动;按充电器上的充电开始键(绿色);屏幕显示刺激器与充电器正在感应(图2-1-7-6),感应结束后,屏幕显示充电进程开始,可通过充电器屏幕看到充电进程、当前刺激器电池状态(图2-1-7-7);刺激器充满电后,屏幕如图2-1-7-8。
图2-1-7-3 转接头操作示意
图2-1-7-4 患者充电系统
图2-1-7-5 为充电器充电屏幕
图2-1-7-6 刺激器和充电器感应界面
图2-1-7-7 刺激器充电界面
图2-1-7-8 刺激器充满电
值得注意的是,如果患者不能维持对刺激器的定期充电,刺激器的电量会逐渐耗竭,电量耗竭后,刺激器不会有刺激输出,即不能继续提供治疗,患者的症状会重新出现。在电量耗竭后的50天内,刺激器处于“睡眠模式”,在这50天内的任意时间,患者均可通过充电系统自行充电,重新获得治疗。若在50天“睡眠模式”内仍没有对刺激器进行充电,刺激器会进入“过量放电”,进入“过量放电”后,普通的充电方式将无法对刺激器再进行充电,只能通过“医生充电”模式进行挽救。“过量放电”会对刺激器电池造成损害。
如何通过“医生充电”模式挽救刺激器?首先寻找最佳位置,固定天线,同时按声音控制键和开始充电键,进入“医生充电”模式,开始60分钟倒计时,如果60分钟内没有进入正常充电界面,重新开始计时(图2-1-7-9)。进入正常充电界面后,开始充电,界面会显示电池电量状态和充电进程。充满电后,此时虽然刺激器有电量,但却无法进行刺激输出。需要通过医用程控仪开启输出,当医用程控仪与刺激器感应后,医用程控仪会显示过量放电和电量复位(power on reset,POR)消息,清除POR界面,之前的刺激参数设置仍然保留,不需要重新设置,这时刺激器重新输出电刺激。
图2-1-7-9 倒计时界面
充电过程中的放热不可避免,充电器每分钟都会监测天线温度,当温度超过38.3℃,自动停止充电(图2-1-7-10),充电器会降低功率,温度重新低于38.1℃,充电又重新开始。
(四)异常界面的处理
在对刺激器进行充电时,如果充电器出现如下界面(图2-1-7-11),表明充电器与刺激器的感应中断,需要重新调整天线的位置,并按充电开始键。如果充电器出现了图2-1-7-12的界面,表明天线与充电器连接不良或是没有连接天线,需要重新连接天线与充电器,若仍出现此界面,考虑更换天线或充电器。
图2-1-7-10 温度过高充电自动停止界面
图2-1-7-11 充电器与刺激器感应中断
图2-1-7-12 天线与充电器连接不良