Matalan intensiteetin fokusoidut ultraäänipulssit (LIFUP) säätelemään kipua

LIFUP käyttää yhtä suurta koveraa tai useampaa ultraäänianturia päänahalle asetetussa korkissa tuottaakseen korkeataajuisia (100 Hz) sonikaatioita 30 sekunnin ajan kerrallaan 10 pulssisarjaa varten. Toisin kuin perinteinen diagnostinen ultraääni, joka lähettää jatkuvasti ultraääntä ja "kuuntelee" kaikua muodostaakseen kuvan, LIFUP toimittaa ultraäänen paketteina tai pulsseina. Syistä, jotka eivät ole selviä, pulssiultraääni aiheuttaa hermosolujen depolarisoitumisen ja syttymisen. Luut estävät tyypillisesti ultraääniaallot. Taitavasti voidaan kuitenkin toimittaa ultraääni useista lähteistä ja käyttää kalloa linssinä, jotta konvergentti säde voidaan muotoilla ja kohdistaa syvemmälle aivoissa.

LIFUPin kliininen käyttö siis käyttää ennen stimulaatiota otettuja MRI-skannauksia paikantamiseksi ja laskemiseksi, kuinka useat ultraäänipulsaatiot yhtyvät aivojen tiettyyn kohtaan (ottaen huomioon säteen luun hajaantumisen kallosta). Koska pieni anturi, kuten diagnostisessa ultraäänessä, ei voi yksittäin aiheuttaa hermosolujen purkausta, LIFUP-toiminnolla hermosolujen laukaisu voidaan kohdistaa sekä syvälle (2-12 cm kannen alle; vertailun vuoksi perinteinen TMS voi stimuloida 1-3,4 cm2 syvälle(9, 10)) polttovälitteisesti (halkaisijaltaan niin pieni kuin 0,5 mm ja enintään 1 000 mm; kaupallisesti saatavilla olevan 70 mm:n 8 TMS-kelan kapasiteetti on noin 50 mm2; (9, 10)). Mielenkiintoista on, että LIFUP:n kantotaajuuden pulssin leveys (0,5 ms) on hämmästyttävän samanlainen kuin kaikissa muissa pulssihermomodulaatiohoidoissa (DBS: 0,6 ms, ECT: 0,5 ms; TMS: 0,2 ms; VNS: 0,5 ms), mikä viittaa siihen, että että tämä aikakehys on mekaanisesti merkityksellinen. Tämä on hyvä esimerkki aivostimulaation yleisestä taustatieteestä, joka ylittää yksittäiset menetelmät.

Tutkijat ovat tutkineet LIFUP:n vaikutuksia prekliinisissä ja kliinisissä olosuhteissa ja vahvistaneet sen kyvyn stimuloida turvallisesti hermokudosta (11–14), ehdottaneet solumekanismeja sen tehokkuudelle (13–19) ja käyttävät nyt LIFUP:ia ihmispotilailla (20). Monti et ai. (2016) kuvasivat tapaustutkimuksen, jossa he käyttivät LIFUP:ia koomassa olevan potilaan talamuksen stimuloimiseen.(20). Kahdessa LIFUP-a edeltävässä arvioinnissa potilas arvioitiin minimaalisesti tajuissaan tilassa (MCS). Sonikoinnin jälkeen potilas toipui seuraavana päivänä motoriset ja suumotoriset toiminnot ja eteni täydelliseen kielen ymmärtämiseen ja kommunikointiin nyökkäämällä ja pudistamalla päätään. Viisi päivää LIFUP:n jälkeen potilas yritti kävellä. Vaikka tämä tutkimus ei ollut sokea eikä valekontrolloitu, terapeuttisen LIFUP:n ensimmäinen käyttö ihmispotilaalla oli rohkaisevaa, ja odotamme lisää LIFUPin terapeuttisia sovelluksia ja mahdollisia kliinisiä tutkimuksia tulevaisuudessa. Jos LIFUP näyttää edelleen kliinistä potentiaalia, se voi syrjäyttää DBS:n roolin ilman leikkausta. Keskeinen este LIFUPin korvaamiselle DBS:n kliinisissä sovelluksissa on, että yleisesti ottaen DBS:ää käytetään tavalla, jossa laite asetetaan paikalleen ja kytketään päälle jatkuvasti ilman, että yritetään muuttaa perusteellisesti piirin dynamiikkaa tai käyttäytymistä siten, että voit poistaa laitteen. On selvää, että potilaat eivät voi pysyvästi käyttää LIFUP-kypärää. Kuitenkin siinä määrin kuin opimme stimuloimaan tavoilla, jotka muuttavat piirin käyttäytymistä pysyvästi (LTD tai LTP) ilman ablaatiota, voimme ehkä korvata useita LIFUP-istuntoja, jotka voivat kouluttaa ja johdottaa aivot pysyvän laitteiston implantoinnin sijaan. LIFUP voi varmasti stimuloida syvää ja fokusoivaa ja ei-invasiivisesti ja voi siten olla tärkeä seuraava askel aivostimulaation alalla.

Tiedot tutkittavasta interventiosta. Käytämme Brainsonix Low Intensity fokusoitua ultraäänipulsaatiolaitetta. (BX Pulsar 1001). Katso valmistajan kuvaus (Tekninen yhteenveto) sekä liitteet itse laitteen todellisesta turvallisuudesta.