Voiko kohdennettu ultraääni tarjota uuden tavan hallita kipua? – Fysiikan maailma

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-caption="Ei-kirurginen kivunlievitys Wynn Legon (vas.), Andrew Strohman ja kollegat ovat ensimmäisiä, jotka osoittavat, että matalan intensiteetin fokusoitu ultraääni voi tunkeutua syvälle aivoihin lievittääkseen sekä kipua että kehon reaktiota aiheutuvaan stressiin. (Lupa: Clayton Metz/Virginia Tech)”>

Kivunlievitys saavutetaan yleensä käyttämällä reseptivapaa kipulääkkeitä, kuten parasetamolia tai tulehduskipulääkkeitä; vaikeampi kipu saattaa vaatia opioideja, joilla voi olla sivuvaikutuksia ja johtaa riippuvuuteen. Virginia Techin tutkijat tutkivat toista lähestymistapaa kivunhallintaan, jossa ei käytetä lainkaan lääkkeitä, vaan sen sijaan kohdennetaan tiettyyn kohtaan aivoissa kohdistetulla ultraäänellä.

Insula on alue aivoissa, joka liittyy kivun havaitsemiseen. Sen sijainti syvällä aivokuoren poimuissa tekee kuitenkin vaikeaksi päästä käsiksi. Low-intensity fokusoitu ultraääni (LIFU), jossa ultraäänisäteet konvergoituvat pieneen pisteeseen, voisi tarjota tavan kohdistaa tällaisia ​​syviä rakenteita ei-invasiivisesti korkealla avaruudellisella resoluutiolla.

Kliinisessä kaksoissokkotutkimuksessa, jota johti Wynn Legon mistä Fralinin biolääketieteen tutkimuslaitos VTC:ssä, tiimi tutki, voiko LIFU:n käyttö hermosolujen toiminnan muuttamiseksi ei-kirurgisesti vähentää sekä kivun havaitsemista että kehon reaktiota kivuliaille ärsykkeille, kuten sykkeen muutoksiin.

"LIFU tarjoaa korkean tilaspesifisyyden yhdistettynä kykyyn keskittyä eri syvyyksiin", Legon selittää. "Tämä tarjoaa siis pääsyn useisiin vaikeasti kohdennettaviin aivoalueisiin ilman leikkausta. Sillä on myös se etu – kuten kaikki laitepohjaiset vaihtoehdot – se, että se ei aiheuta riippuvuutta."

Legon ja kollegat tutkivat 23 tervettä vapaaehtoista käyttämällä CHEP-menetelmää kivun käsittelyn arvioinnissa. CHEP toimii antamalla lyhyitä lämpöärsykkeitä käteen, tasolle, joka on arvioitu olevan kohtalaisen kivulias (noin viisi kipuvasteasteikolla nollasta yhdeksään). Lämpöärsyke synnyttää CHEP-aaltomuodon, joka voidaan mitata päänahan elektroenkefalografiaelektrodilla (EEG).

Jokainen osallistuja osallistui neljään istuntoon, joista ensimmäinen sisälsi anatomisen MRI- ja CT-skannauksen sekä peruskyselylomakkeet. Kolmessa muussa istunnossa vapaaehtoiset altistettiin 40 CHEP-ärsykkeelle (300 ms kukin) LIFU:n toimituksen aikana (1 s) joko anterior insula (AI) tai posterior insula (PI) tai inertti valealtistus.

Tutkijat käyttivät ultraäänianturia, joka oli yhdistetty päähän tavanomaisen geelin kanssa, tuottamaan kohdennettua ultraääntä millimetrin tarkkuudella. He käyttivät myös räätälöityä kytkentäkiekkoa, joka oli suunniteltu käyttämällä kunkin yksilön MRI-skannauksia polttopisteen sijoittamiseksi tarkasti saaren kohteisiin.

Tutkimuksen päätavoite, raportoi lehdessä KIPU, oli määrittää, voiko LIFU AI:lle tai PI:lle estää kipua, kuten osallistujat arvioivat kunkin CHEP-istunnon aikana. Tutkijat käyttivät myös elektrokardiografiaa (EKG) tutkiakseen, kuinka LIFU vaikutti sykkeeseen ja sykkeen vaihteluun, ja arvioivat sen vaikutusta CHEP-aaltomuotoon.

Tiimi havaitsi, että LIFU sekä tekoälylle että PI:lle alensi kipuluokituksia. Keskimääräiset vasteet 40 CHEP-ärsykkeelle kullekin koehenkilölle johtivat kivun keskiarvoiksi 3.03 ± 1.42, 2.77 ± 1.28 ja 3.39 ± 1.09 AI:lle, PI:lle ja valealtistukselle, vastaavasti. PI:n ja valestimulaation välillä havaittu ero oli tilastollisesti merkitsevä, kun taas erot AI:n ja näennäisen tai AI:n ja PI:n välillä eivät olleet.

Legon huomauttaa, että vaikka tämä noin kolmen neljäsosan pisteen väheneminen kipuasteikolla saattaa tuntua melko pieneltä, kun se saavuttaa täyden pisteen, se alkaa olla kliinisesti merkityksellistä. "Sillä voi olla merkittävä ero elämänlaadussa tai kroonisen kivun hallinnassa käsikauppalääkkeillä reseptiopioidien sijaan", hän selittää lehdistötiedotteessa.

CHEP-aaltomuodon LIFU:n vaikutuksen arvioimiseksi tutkijat mittasivat huipusta huippuun -amplitudin ensimmäisestä suuresta negatiivisesta (N1) ensimmäiseen suureen positiiviseen (P1) taipumaan EEG:ssä. Huipusta huippuun -amplitudit olivat 23.35 ± 11.58, 22.90 ± 12.35 ja 27.79 ± 10.78 mV AI:lle, PI:lle ja valealtistukselle, vastaavasti. Analyysi paljasti merkittävän eron näennäisen ja AI:n sekä näennäisen ja PI:n välillä, mutta ei AI:n ja PI:n välillä.

Tiimi havaitsi, että fokusoidun ultraäänen toimittaminen tekoälyyn tai PI:hen vaikutti CHEP-jäljitykseen eri tavoin. LIFU PI:hen vaikutti aikaisempiin EEG-amplitudeihin, kun taas LIFU AI:hen vaikutti myöhempiin EEG-amplitudeihin, mikä tarkoittaa, että PI:n ja AI:n moduloiminen aiheuttaa erilaisia ​​fyysisiä vaikutuksia.

Legon kertoo Fysiikan maailma että ennen tätä tutkimusta ei ollut mahdollista tutkia ei-kirurgisesti, kuinka eri saaren alueet vaikuttavat kipukokemukseen tai kuinka nosiseptiivinen (kipuun liittyvä) tieto välittyy alueelta toiselle. LIFU:n millimetriresoluutio mahdollistaa kuitenkin tietyn kohdistamisen lähellä sijaitseville alueille tiettyjen tehosteiden etsimiseksi.

"Aiemmat invasiiviset syvyyselektroditallenteet olivat osoittaneet, että nosiseptiivinen tieto välittyi tilassa ja ajassa PI:stä tekoälyyn", hän sanoo. "Tuloksemme toivat tämän ei-invasiivisesti yhteen, mikä on tärkeä havainto."

LIFU ei vaikuttanut osallistujien keskisykeen CHEP-ärsykkeiden aikana. Tutkijat näkivät kuitenkin merkittävän eron sykevaihteluissa vale- ja tekoälyaltistuksen välillä. LIFU to the AI ​​lisäsi sykevaihtelua, mikä liittyy parempaan yleiseen terveyteen.

Tiimi tutkii nyt LIFU:n toimittamista eri aivoalueille mahdollisena kipulääkkeenä. "Emme vielä tiedä, mikä annostus on sopiva tai mitkä erityiset parametrit voivat johtaa kliinisesti merkityksellisiin tuloksiin", Legon selittää. "Täten olemme alkaneet testata LIFU:ta kivun lievittämiseksi kroonisissa kipupopulaatioissa. Tutkimme myös LIFU:n käyttökelpoisuutta muihin kliinisiin indikaatioihin, kuten ahdistukseen ja riippuvuuteen.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain/