อัลตราซาวนด์แบบโฟกัสสามารถให้วิธีใหม่ในการจัดการความเจ็บปวดได้หรือไม่? – โลกฟิสิกส์

อัลตราซาวนด์แบบโฟกัสสามารถให้วิธีใหม่ในการจัดการความเจ็บปวดได้หรือไม่? – โลกฟิสิกส์

Time Stamp: 27 กุมภาพันธ์ 2024 4:30 น.

<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="การบรรเทาอาการปวดโดยไม่ต้องผ่าตัด Wynn Legon (ซ้าย), Andrew Strohman และเพื่อนร่วมงานเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์ที่เน้นความเข้มต่ำสามารถเจาะลึกเข้าไปในสมองเพื่อบรรเทาความเจ็บปวดและการตอบสนองของร่างกายต่อความเครียดที่เกิดขึ้น (เอื้อเฟื้อโดย: Clayton Metz/Virginia Tech)”>
วินน์ เลกอน และแอนดรูว์ สโตรห์แมน
การบรรเทาอาการปวดโดยไม่ต้องผ่าตัด Wynn Legon (ซ้าย), Andrew Strohman และเพื่อนร่วมงานเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์ที่เน้นความเข้มต่ำสามารถเจาะลึกเข้าไปในสมองเพื่อบรรเทาความเจ็บปวดและการตอบสนองของร่างกายต่อความเครียดที่เกิดขึ้น (เอื้อเฟื้อโดย: Clayton Metz/เวอร์จิเนียเทค)

การบรรเทาอาการปวดมักทำได้โดยใช้ยาแก้ปวดที่จำหน่ายหน้าเคาน์เตอร์ เช่น พาราเซตามอลหรือยาแก้อักเสบ อาการปวดที่รุนแรงมากขึ้นอาจต้องใช้ฝิ่น ซึ่งอาจเกิดผลข้างเคียงและนำไปสู่การเสพติดได้ นักวิจัยจากเวอร์จิเนียเทคกำลังตรวจสอบแนวทางอื่นในการจัดการกับความเจ็บปวดโดยไม่ใช้ยาเลย แต่มุ่งเป้าไปที่จุดเฉพาะในสมองด้วยอัลตราซาวนด์แบบโฟกัสแทน

Insula เป็นบริเวณหนึ่งในสมองที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ความเจ็บปวด ตำแหน่งของมันอยู่ลึกเข้าไปในรอยพับของเปลือกสมอง ทำให้เข้าถึงได้ยาก อัลตราซาวนด์ที่เน้นความเข้มต่ำ (LIFU) ซึ่งลำแสงอัลตราซาวนด์มาบรรจบกันเป็นจุดเล็กๆ สามารถให้วิธีการกำหนดเป้าหมายโครงสร้างลึกดังกล่าวโดยไม่รุกรานด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูง

ในการศึกษาทางคลินิกแบบปกปิดสองทาง นำโดย วินน์ เลกอน จาก สถาบันวิจัยชีวการแพทย์ Fralin ที่ VTCทีมงานตรวจสอบว่าการใช้ LIFU เพื่อเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของเส้นประสาทโดยไม่ต้องผ่าตัดสามารถลดทั้งการรับรู้ถึงความเจ็บปวดและปฏิกิริยาของร่างกายต่อสิ่งเร้าที่เจ็บปวด เช่น การเปลี่ยนแปลงของอัตราการเต้นของหัวใจ หรือไม่

"LIFU มีความจำเพาะเชิงพื้นที่สูงรวมกับความสามารถในการมุ่งเน้นไปที่ความลึกที่แตกต่างกัน" Legon อธิบาย “ด้วยเหตุนี้ จึงทำให้สามารถเข้าถึงบริเวณสมองที่เข้าถึงยากหลายแห่งโดยไม่ต้องผ่าตัด นอกจากนี้ยังมีข้อดีเช่นเดียวกับตัวเลือกที่ใช้อุปกรณ์ทั้งหมดในการไม่ทำให้ติด"

Legon และเพื่อนร่วมงานศึกษาอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี 23 คน โดยใช้วิธีการสัมผัสความร้อนที่เกิดขึ้น (CHEP) เพื่อประเมินการประมวลผลความเจ็บปวด เชพทำงานโดยส่งสิ่งกระตุ้นความร้อนสั้นๆ ไปยังมือ จนถึงระดับที่ถือว่าเจ็บปวดปานกลาง (ประมาณ XNUMX ครั้งในระดับการตอบสนองต่อความเจ็บปวดที่ XNUMX ถึง XNUMX) การกระตุ้นความร้อนจะสร้างรูปคลื่นของ CHEP ซึ่งสามารถวัดได้ผ่านอิเล็กโทรดคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) บนหนังศีรษะ

ผู้เข้าร่วมแต่ละคนเข้าร่วมสี่เซสชัน เซสชันแรกประกอบด้วยการสแกน MRI ทางกายวิภาคและ CT พร้อมด้วยแบบสอบถามพื้นฐาน ในอีกสามเซสชัน อาสาสมัครถูกกระตุ้นด้วย CHEP 40 ครั้ง (ครั้งละ 300 มิลลิวินาที) ในระหว่างการส่ง LIFU (เป็นเวลา 1 วินาที) ไปยังอินซูลาด้านหน้า (AI) หรืออินซูลาด้านหลัง (PI) หรือการเปิดรับแสงเฉื่อย

นักวิจัยใช้เครื่องอัลตราซาวนด์ควบคู่กับเจลธรรมดาที่ศีรษะเพื่อส่งอัลตราซาวนด์แบบโฟกัสที่มีความละเอียดเป็นมิลลิเมตร พวกเขายังใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบกำหนดเองซึ่งออกแบบโดยใช้การสแกน MRI ของแต่ละคนเพื่อวางจุดโฟกัสบนเป้าหมายที่แยกจากกัน

เป้าหมายหลักของการศึกษารายงานในวารสาร ความเจ็บปวดคือการตรวจสอบว่า LIFU ไปยัง AI หรือ PI สามารถยับยั้งความเจ็บปวดได้หรือไม่ ตามที่ผู้เข้าร่วมให้คะแนนระหว่างเซสชั่นแต่ละครั้งของ CHEP นักวิจัยยังใช้การตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) เพื่อตรวจสอบว่า LIFU ส่งผลต่ออัตราการเต้นของหัวใจและความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจอย่างไร และประเมินผลกระทบต่อรูปคลื่นของ CHEP

ทีมงานพบว่า LIFU ของทั้ง AI และ PI ลดระดับความเจ็บปวด การตอบสนองต่อสิ่งเร้า 40 CHEP โดยเฉลี่ยสำหรับแต่ละวิชาส่งผลให้ระดับความเจ็บปวดเฉลี่ยอยู่ที่ 3.03±1.42, 2.77±1.28 และ 3.39±1.09 สำหรับการสัมผัส AI, PI และการเสแสร้ง ตามลำดับ ความแตกต่างที่สังเกตได้ระหว่าง PI และการกระตุ้นการหลอกลวงนั้นมีนัยสำคัญทางสถิติ ในขณะที่ความแตกต่างระหว่าง AI และการหลอกลวง หรือ AI และ PI ไม่มีความแตกต่างกัน

Legon ตั้งข้อสังเกตว่าแม้ว่าการลดระดับความเจ็บปวดลงประมาณสามในสี่นี้อาจดูค่อนข้างเล็ก แต่เมื่อถึงจุดเต็ม มันก็จะกลายเป็นความหมายทางคลินิก “มันสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณภาพชีวิต หรือสามารถจัดการกับอาการปวดเรื้อรังด้วยยาที่จำหน่ายหน้าเคาน์เตอร์ แทนการใช้ยากลุ่มฝิ่นที่ต้องสั่งโดยแพทย์” เขาอธิบายในแถลงการณ์

เพื่อประเมินผลกระทบของ LIFU ของรูปคลื่นของ CHEP นักวิจัยได้ตรวจวัดแอมพลิจูดจากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุดตั้งแต่ค่าลบขนาดใหญ่ค่าแรก (N1) ไปจนถึงค่าเบี่ยงเบนเชิงบวกขนาดใหญ่ค่าแรก (P1) ใน EEG แอมพลิจูดจากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุดคือ 23.35 ± 11.58, 22.90 ± 12.35 และ 27.79 ± 10.78 mV สำหรับการสัมผัส AI, PI และการหลอกลวงตามลำดับ การวิเคราะห์เผยให้เห็นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการหลอกลวงและ AI และการหลอกลวงและ PI แต่ไม่ใช่ระหว่าง AI และ PI

ทีมงานตั้งข้อสังเกตว่าการส่งอัลตราซาวนด์แบบเน้นไปที่ AI หรือ PI ส่งผลต่อการติดตามของ CHEP ในรูปแบบที่แตกต่างกัน LIFU ไปยัง PI ส่งผลต่อแอมพลิจูด EEG ก่อนหน้านี้ ในขณะที่ LIFU ไปยัง AI ส่งผลต่อแอมพลิจูด EEG ในภายหลัง ซึ่งหมายความว่าการปรับ PI และ AI ทำให้เกิดผลกระทบทางกายภาพที่แตกต่างกัน

เลกอนบอก โลกฟิสิกส์ ก่อนการศึกษานี้ ไม่สามารถตรวจสอบโดยไม่ผ่าตัดว่าบริเวณต่างๆ ของ insula มีส่วนทำให้เกิดความเจ็บปวดได้อย่างไร หรือข้อมูลการรับความรู้สึกเจ็บปวด (เกี่ยวข้องกับความเจ็บปวด) ได้รับการถ่ายทอดจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งอย่างไร อย่างไรก็ตาม ความละเอียดระดับมิลลิเมตรของ LIFU ช่วยให้สามารถกำหนดเป้าหมายเฉพาะของภูมิภาคที่อยู่ใกล้ๆ เพื่อค้นหาผลกระทบเฉพาะได้

“การบันทึกอิเล็กโทรดเชิงลึกที่รุกรานก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นว่าข้อมูลการรับรู้ความรู้สึกเจ็บปวดได้รับการถ่ายทอดในอวกาศและเวลาจาก PI ไปยัง AI” เขากล่าว “ผลลัพธ์ของเราสรุปสิ่งนี้โดยไม่รุกราน ซึ่งเป็นการค้นพบที่สำคัญ”

LIFU ไม่ส่งผลต่ออัตราการเต้นของหัวใจเฉลี่ยของผู้เข้าร่วมระหว่างการกระตุ้นของ CHEP อย่างไรก็ตาม นักวิจัยได้มองเห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญของความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจระหว่างการหลอกลวงและการสัมผัสกับ AI LIFU กับ AI เพิ่มความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ ซึ่งสัมพันธ์กับสุขภาพโดยรวมที่ดีขึ้น

ขณะนี้ทีมงานกำลังตรวจสอบการส่ง LIFU ไปยังบริเวณสมองต่างๆ เพื่อใช้รักษาอาการปวดได้ “เรายังไม่ทราบว่าขนาดยาใดที่เหมาะสมหรือพารามิเตอร์เฉพาะใดที่อาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่มีความหมายทางคลินิก” เลกอนอธิบาย “ดังนั้นเราจึงเริ่มทดสอบ LIFU เพื่อบรรเทาอาการปวดในกลุ่มประชากรที่มีอาการปวดเรื้อรัง เรากำลังตรวจสอบประโยชน์ของ LIFU สำหรับข้อบ่งชี้ทางคลินิกอื่นๆ เช่น ความวิตกกังวลและการเสพติด”

การศึกษาสหาย

ในการสอบสวนแยกต่างหากที่เผยแพร่ใน วารสารประสาทวิทยาทีมเวอร์จิเนียเทคได้ตรวจสอบการใช้ LIFU เพื่อปรับเปลี่ยน dorsal anterior cingulate cortex (dACC) โดยไม่รุกราน ซึ่งเป็นพื้นที่สมองที่สำคัญสำหรับการประมวลผลความเจ็บปวดและการทำงานของระบบอัตโนมัติ นักวิจัยศึกษาอาสาสมัครที่มีสุขภาพดีจำนวน 16 คน โดยใช้กระบวนการของเชพแบบเดียวกับที่อธิบายไว้ข้างต้นระหว่างการใช้ LIFU หรือการสัมผัสกับสิ่งที่หลอกลวง

การศึกษาพบว่า LIFU ของ dACC ช่วยลดความเจ็บปวดและเปลี่ยนแปลงการตอบสนองอัตโนมัติต่อสิ่งกระตุ้นความเจ็บปวดจากความร้อนเฉียบพลัน การสัมผัสกับอัลตราซาวนด์ลดระดับความเจ็บปวดลง 1.09±0.20 จุด เมื่อเทียบกับการสัมผัสแบบหลอก LIFU ยังเพิ่มความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจและส่งผลให้แอมพลิจูด P38.1 ในรูปคลื่นของ CHEP ลดลง 2%

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์