집중 초음파가 통증을 관리하는 새로운 방법을 제공할 수 있습니까? – 물리학 세계

<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="비수술적 통증완화 Wynn Legon(왼쪽), Andrew Strohman 및 동료들은 저강도 집속 초음파가 뇌 깊숙이 침투하여 통증과 그에 따른 스트레스에 대한 신체 반응을 완화할 수 있음을 최초로 입증했습니다. (제공: Clayton Metz/Virginia Tech)”>

통증 완화는 일반적으로 파라세타몰이나 항염증제와 같은 일반의약품 진통제를 사용하여 달성됩니다. 더 심한 통증에는 아편유사제가 필요할 수 있으며, 이는 부작용이 있고 중독으로 이어질 수 있습니다. 버지니아 공대 연구원들은 약물을 전혀 사용하지 않고 집중 초음파를 이용해 뇌의 특정 지점을 표적으로 삼는 통증 관리에 대한 또 다른 접근 방식을 조사하고 있습니다.

뇌섬(insula)은 통증의 인식과 관련된 뇌의 영역입니다. 그러나 대뇌 피질의 접힌 부분 깊숙한 곳에 위치하므로 접근하기가 어렵습니다. 초음파 빔이 작은 지점으로 수렴되는 저강도 집속 초음파(LIFU)는 높은 공간 해상도로 이러한 깊은 구조를 비침습적으로 표적으로 삼는 방법을 제공할 수 있습니다.

이중 맹검 임상 연구에서 윈 레곤 인사말 VTC의 Fralin Biomedical Research Institute, 팀은 LIFU를 사용하여 비수술적으로 신경 활동을 변경하면 통증에 대한 인식과 심박수 변화와 같은 통증 자극에 대한 신체의 반응을 모두 줄일 수 있는지 여부를 조사했습니다.

"LIFU는 다양한 깊이에 초점을 맞추는 능력과 결합된 높은 공간적 특수성을 제공합니다."라고 Legon은 설명합니다. “따라서 이것은 수술 없이 표적화하기 어려운 여러 뇌 영역에 대한 접근을 제공합니다. 또한 모든 장치 기반 옵션과 마찬가지로 중독성이 없다는 이점도 있습니다.”

Legon과 동료들은 통증 처리를 평가하기 위해 접촉 열 유발 전위(CHEP) 방법을 사용하여 23명의 건강한 지원자를 연구했습니다. CHEP는 약간의 통증이 있다고 판단되는 수준(통증 반응 척도 XNUMX~XNUMX에서 약 XNUMX)까지 손에 짧은 열 자극을 전달하는 방식으로 작동합니다. 열 자극은 두피의 뇌전도(EEG) 전극을 통해 측정할 수 있는 CHEP 파형을 생성합니다.

각 참가자는 40개의 세션에 참석했는데, 첫 번째 세션은 해부학적 MRI 및 CT 스캐닝과 기본 설문지로 구성되었습니다. 다른 세 세션에서 자원봉사자들은 전방 뇌섬엽(AI) 또는 후방 뇌섬엽(PI)에 LIFU를 전달하는 동안(300초 동안) 1회의 CHEP 자극(각각 XNUMXms)을 받거나 불활성 가짜 노출을 받았습니다.

연구진은 밀리미터 해상도로 집중된 초음파를 전달하기 위해 기존 젤을 사용하여 머리에 결합된 초음파 변환기를 사용했습니다. 그들은 또한 각 개인의 MRI 스캔을 사용하여 설계된 맞춤형 커플 링 퍽을 사용하여 섬 표적에 초점을 정확하게 배치했습니다.

저널에 보고된 연구의 주요 목표 고통, 각 CHEP 세션 동안 참가자가 평가한 대로 AI 또는 PI에 대한 LIFU가 통증을 억제할 수 있는지 여부를 결정하는 것이 었습니다. 또한 연구원들은 심전도(ECG)를 사용하여 LIFU가 심박수 및 심박수 변동성에 어떻게 영향을 미치는지 조사하고 CHEP 파형에 미치는 영향을 평가했습니다.

팀은 AI와 PI 모두에 대한 LIFU가 통증 등급을 감소시키는 것을 발견했습니다. 각 피험자에 대한 40개의 CHEP 자극에 대한 평균 반응은 AI, PI 및 가짜 노출에 대해 각각 3.03±1.42, 2.77±1.28 및 3.39±1.09의 평균 통증 등급을 나타냈습니다. PI와 가짜 자극 사이에 관찰된 차이는 통계적으로 유의미한 반면, AI와 가짜 또는 AI와 PI 사이의 차이는 그렇지 않았습니다.

Legon은 통증 척도에서 약 3/4 지점의 감소가 매우 작은 것처럼 보일 수 있지만 일단 이것이 최대 지점에 도달하면 임상적으로 의미가 있다고 지적합니다. “이것은 삶의 질에 큰 변화를 가져올 수 있고, 처방된 아편유사제 대신 일반의약품으로 만성 통증을 관리할 수 있게 될 수도 있습니다.”라고 그는 언론 성명에서 설명합니다.

CHEP 파형의 LIFU의 영향을 평가하기 위해 연구원들은 EEG의 첫 번째 큰 음(N1) 편향부터 첫 번째 큰 양(P1) 편향까지 피크 대 피크 진폭을 측정했습니다. AI, PI 및 가짜 노출에 대한 피크 대 피크 진폭은 각각 23.35±11.58, 22.90±12.35 및 27.79±10.78mV였습니다. 분석 결과 가짜와 AI, 가짜와 PI 간에는 상당한 차이가 있었지만 AI와 PI 간에는 그렇지 않은 것으로 나타났습니다.

팀은 AI 또는 PI에 집중된 초음파를 제공하는 것이 CHEP 추적에 뚜렷한 방식으로 영향을 미치는 것을 관찰했습니다. PI에 대한 LIFU는 초기 EEG 진폭에 영향을 미쳤고, AI에 대한 LIFU는 이후 EEG 진폭에 영향을 미쳤습니다. 이는 PI와 AI를 변조하면 서로 다른 물리적 효과가 발생함을 의미합니다.

레곤은 말한다 물리 세계 이 연구 이전에는 뇌섬엽의 다양한 영역이 통증 경험에 어떻게 기여하는지 또는 통각(통증 관련) 정보가 한 영역에서 다른 영역으로 어떻게 전달되는지를 비수술적으로 조사하는 것이 불가능했습니다. 그러나 LIFU의 밀리미터 해상도를 사용하면 밀접하게 위치한 지역을 특정 대상으로 지정하여 특정 효과를 찾을 수 있습니다.

"이전의 침습적 깊이 전극 기록을 통해 통각 정보가 PI에서 AI로 시공간적으로 전달된다는 사실이 입증되었습니다."라고 그는 말합니다. "우리의 결과는 이것을 비침습적으로 요약했으며 이는 중요한 발견입니다."

LIFU는 CHEP 자극 동안 참가자의 평균 심박수에 영향을 미치지 않았습니다. 그러나 연구원들은 가짜 노출과 AI 노출 사이의 심박수 변화에 상당한 차이가 있음을 확인했습니다. AI에 대한 LIFU는 심박수 변동성을 증가시켜 전반적인 건강 개선과 관련이 있습니다.

팀은 현재 잠재적인 통증 치료제로서 다양한 뇌 영역에 LIFU를 전달하는 방법을 조사하고 있습니다. "우리는 아직 어떤 용량이 적절한지, 어떤 특정 매개변수가 임상적으로 의미 있는 결과를 가져올 수 있는지 알지 못합니다."라고 Legon은 설명합니다. “따라서 우리는 만성 통증 인구의 통증 완화를 위해 LIFU를 테스트하기 시작했습니다. 우리는 또한 불안과 중독과 같은 다른 임상 징후에 대한 LIFU의 유용성을 조사하고 있습니다.”

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• 출처: https://physicsworld.com/a/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain/