聚焦超声能否提供一种治疗疼痛的新方法？ – 物理世界

<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="非手术缓解疼痛 Wynn Legon（左）、Andrew Strohman 及其同事率先证明低强度聚焦超声波可以深入大脑，从而缓解疼痛以及身体对由此产生的压力的反应。 （由克莱顿·梅茨/弗吉尼亚理工大学提供）”>

通常使用非处方止痛药（如扑热息痛或抗炎药）来缓解疼痛；更严重的疼痛可能需要阿片类药物，这可能会产生副作用并导致成瘾。弗吉尼亚理工大学的研究人员正在研究另一种疼痛管理方法，该方法根本不使用药物，而是通过聚焦超声波瞄准大脑中的特定点。

岛叶是大脑中与疼痛感知相关的区域。然而，它位于大脑皮层褶皱深处，因此很难接近。低强度聚焦超声（LIFU）将超声波束会聚到一个微小的点，可以提供一种以高空间分辨率非侵入性地瞄准此类深层结构的方法。

在一项双盲临床研究中，由 永利·莱贡 来自 VTC弗拉林生物医学研究所期间，研究小组检查了使用 LIFU 以非手术方式改变神经元活动是否可以减少疼痛感知和身体对疼痛刺激（例如心率变化）的反应。

“LIFU 提供了高度的空间特异性以及聚焦不同深度的能力，”Legon 解释道。 “因此，这可以在不进行手术的情况下进入几个难以瞄准的大脑区域。与所有基于设备的选项一样，它还有一个好处：不上瘾。”

Legon 及其同事研究了 23 名健康志愿者，使用接触热诱发电位 (CHEP) 方法来评估疼痛处理。 CHEP 的工作原理是向手部提供短暂的热刺激，达到中度疼痛的程度（疼痛反应等级为 XNUMX 到 XNUMX 时约为 XNUMX 级）。热刺激会产生 CHEP 波形，可以通过头皮上的脑电图 (EEG) 电极进行测量。

每个参与者参加了四次会议，第一个会议包括解剖 MRI 和 CT 扫描以及基线调查问卷。在其他三个疗程中，志愿者在向前岛叶 (AI) 或后岛叶 (PI) 施加 LIFU（持续 40 秒）期间接受 300 次 CHEP 刺激（每次 1 毫秒），或进行惰性假暴露。

研究人员使用传统凝胶将超声换能器耦合到头部，以提供毫米级分辨率的聚焦超声。他们还采用了根据每个人的 MRI 扫描设计的定制耦合圆盘，将焦点精确地放置在岛状目标上。

该研究的主要目标，在期刊上报道 疼痛的目的是确定 LIFU 联合 AI 或 PI 是否可以抑制疼痛，正如参与者在每次 CHEP 会议期间所评价的那样。研究人员还使用心电图 (ECG) 来检查 LIFU 如何影响心率和心率变异性，并评估其对 CHEP 波形的影响。

研究小组发现，LIFU 对 AI 和 PI 均降低了疼痛等级。每位受试者对 40 次 CHEP 刺激的平均反应导致 AI、PI 和假暴露的平均疼痛等级分别为 3.03±1.42、2.77±1.28 和 3.39±1.09。 PI 和假刺激之间观察到的差异具有统计学意义，而 AI 和假刺激或 AI 和 PI 之间的差异则没有统计学意义。

Legon 指出，虽然疼痛等级上大约四分之三点的减少可能看起来很小，但一旦达到一个完整的点，它就具有临床意义。他在一份新闻声明中解释道：“它可以显着改善生活质量，或者能够用非处方药而不是处方阿片类药物来控制慢性疼痛。”

为了评估 LIFU 对 CHEP 波形的影响，研究人员测量了 EEG 中从第一个大负偏转 (N1) 到第一个大正偏转 (P1) 的峰峰值幅度。 AI、PI 和假暴露的峰峰值幅度分别为 23.35±11.58、22.90±12.35 和 27.79±10.78 mV。分析显示假手术和 AI 以及假手术和 PI 之间存在显着差异，但 AI 和 PI 之间没有显着差异。

该团队观察到，向 AI 或 PI 提供聚焦超声波会以不同的方式影响 CHEP 追踪。 PI 的 LIFU 影响早期的 EEG 振幅，而 AI 的 LIFU 影响后期的 EEG 振幅，这意味着调节 PI 和 AI 会产生不同的物理效应。

勒贡讲述 物理世界 在这项研究之前，不可能通过非手术方式研究岛叶的不同区域如何影响疼痛体验，或者伤害性（疼痛相关）信息如何从一个区域传递到另一个区域。然而，LIFU 的毫米级分辨率可以对位置较近的区域进行特定定位，以寻找特定的效果。

“之前的侵入式深度电极记录已经证明，伤害性信息是在空间和时间上从 PI 传递到人工智能的，”他说。 “我们的结果以非侵入性方式概括了这一点，这是一个重要的发现。”

LIFU 不影响参与者在 CHEP 刺激期间的平均心率。然而，研究人员确实发现假手术和人工智能暴露之间的心率变异性存在显着差异。 LIFU 联合 AI 增加了心率变异性，这与更好的整体健康状况相关。

该团队目前正在研究将 LIFU 输送到不同大脑区域作为一种潜在的疼痛治疗方法。 “我们还不知道什么剂量是合适的，或者哪些具体参数可能会产生具有临床意义的结果，”Legon 解释道。 “因此，我们开始测试 LIFU 对慢性疼痛人群的疼痛缓解作用。我们还在研究 LIFU 对于其他临床适应症（例如焦虑和成瘾）的效用。”

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