Ultrazvuk s nízkou intenzitou zaměřený na jedince s poruchou vědomí traumatického poranění mozku

Traumatické poranění mozku (TBI) je důležitým globálním zdravotním problémem. Odhaduje se, že každý rok utrpí traumatické poranění mozku (TBI) asi 70 milionů jedinců. Vážné TBI za hospitalizaci nebo úmrtí je nejméně 10 milionů ročně.

V poslední době vedly pokroky v neurokritické péči ke zvýšení počtu pacientů s těžkým TBI, kteří obnovili kognitivní a fyzické funkce a nakonec se vrátili do nezávislého života. Některým pacientům s těžkým TBI se však nepodaří plně obnovit vědomí. Tento stav se nazývá porucha vědomí (DoC). Proberou se z kómatu a udržují cyklus spánku a bdění, ale mají zhoršené povědomí o sobě a svém prostředí. Tyto stavy se nazývají syndrom nereagující bdělosti nebo stav minimálního vědomí. Tyto stavy způsobují, že pacienti ztrácejí veškerou autonomii a těžká emocionální a finanční zátěž jejich rodin. Kromě těchto ničivých účinků je známo, že tyto stavy zvyšují míru vyhoření u pečovatelů.

V minulosti byli pacienti s posttraumatickým DoC považováni za „není co dělat“. V poslední době se však používají a studují léčebné postupy, jako je senzorická stimulace, fyzioterapie a léky. Smyslová stimulace je založena na myšlence, že obohacené stimulace prospívají neurální plasticitě a zotavení. Většina studií senzorické stimulace byly kazuistiky, s několika randomizovanými kontrolovanými studiemi. Fyzioterapie zahrnuje především rozsah pohybu, změny držení těla a tak dále. Téměř všechny nemocnice nabízejí fyzioterapii, ale stále není dostatek důkazů k závěru, že je účinná u pacientů s posttraumatickým DoC. Studie farmakologické léčby u pacientů s DoC se týkají hlavně dopaminergik, protože dopaminergika mohou stimulovat retikulární aktivační systém ke zlepšení bdělosti a pozornosti. Mezi nimi se ukázalo, že amantadin je účinná léčba prostřednictvím velké randomizované kontrolované klinické studie u pacientů s posttraumatickým DoC. Ačkoli je amantadin účinný při urychlení tempa zotavení, existuje omezení, že účinek na dlouhodobé výsledky zůstává neznámý.

Jak vědecké chápání vědomí roste, bylo provedeno mnoho studií s cílem obnovit vědomí pomocí neuromodulačních technik, jako je stimulace středního nervu, stimulace hřbetního sloupce, transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS), opakovaná transkraniální magnetická stimulace (rTMS) a hluboká mozková stimulace. stimulace (DBS). Medián nervové stimulace se pokusil nasměrovat senzorickou stimulaci do mozku. V malé randomizované kontrolované studii se však ukázalo, že je neúčinný. Byly učiněny pokusy přímo stimulovat hřbetní páteř míchy. Protože se však jedná o invazivní postup, nebyly provedeny žádné randomizované kontrolované studie.

Během posledních 10 let se neurostimulaci, jako je tDCS, rTMS a DBS, věnovala zvýšená pozornost jako obnovující léčba vědomí po TBI. Ve dvojitě zaslepené falešně kontrolované zkřížené designové studii Thibaut et al. zkoumali účinnost tDCS u 55 pacientů s DOC. Významné změny chování byly pozorovány po tDCS u pacientů s MCS, ale po 1 roce nebyl účinek zachován. DBS se obecně používá u Parkinsonovy choroby, ale byl také prováděn u pacientů s DoC, protože může přímo stimulovat thalamus. Bylo hlášeno zlepšení vědomí po DBS, ale důkazy stále nejsou dostatečné a riziko je příliš vysoké na to, aby bylo podáváno pacientům s posttraumatickým DoC.

Nízkointenzivní fokusovaný ultrazvuk (LIFU) byl nově navržen jako technika k překonání omezení stávajících neurostimulačních technik. LIFU má prostorové rozlišení pouze 2-5 mm a hloubku průniku více než 10-15 cm. Může tedy procházet lebkou a stimulovat hlubokou mozkovou tkáň a může také jemně stimulovat.

V posledních letech jsme se zaměřili na studie stimulace nervové tkáně pomocí fokusovaného ultrazvukového stimulačního systému. Bylo publikováno, že aktivace a inhibiční kontrola motorického a zrakového nervového systému u králíků může být dosažena za použití cíleného ultrazvukového stimulačního systému. Také jsme uvedli, že thalamus anestetizovaných potkanů ​​byl stimulován cíleným ultrazvukovým stimulačním systémem, což vedlo ke kratší době zotavení z anestezie. Obrazově řízený navigační systém využívající MRI umožnil s vysokou přesností zaměřit ultrazvukovou stimulaci na cílový bod mozku. V roce 2018 byla vyvinuta nositelná pokrývka hlavy FUS pro model potkana a byl popsán efekt dlouhodobých změn mozkových funkcí cílenou ultrazvukovou stimulací, čímž byla identifikována možnost neuroplasticity pomocí LIFU.

V roce 2016 Monti a spol. popsali klinický případ obnovení vědomí u pacienta s dopravní nehodou, který byl v kómatu asi 20 dní. Centrální oblast talamu pacienta byla stimulována pomocí LIFU po dobu 5-10 minut každý den, od 3. dne se obnovilo vědomí a 5. den se začalo chodit. Tento výsledek je podpořen vztahem mezi centrálním thalamem a vědomím. Navíc je to podobné jako v případě, že centrální stimulace thalamu pomocí DBS u pacienta, který měl MCS po dobu 6 let po TBI, modulovala behaviorální odpovědi pacienta.

Na základě výše uvedených výsledků je cílem této studie zhodnotit terapeutický efekt zotavení z DoC a bezpečnost LIFU stimulace v oblasti thalamu u pacientů s posttraumatickým DoC.