통증 조절을 위한 저강도 집속 초음파 펄스(LIFUP)

LIFUP은 하나의 큰 오목형 또는 두피에 배치된 캡에 있는 여러 개의 초음파 변환기를 사용하여 10개의 펄스 열에 대해 한 번에 30초 동안 고주파수(100Hz) 초음파를 생성합니다. 지속적으로 초음파를 전송하고 에코를 '수신'하여 이미지를 형성하는 기존의 진단용 초음파와 달리 LIFUP은 초음파를 패킷 또는 펄스로 전달합니다. 명확하지 않은 이유로 펄스 초음파는 뉴런을 탈분극시키고 발화시킵니다. 뼈는 일반적으로 초음파를 차단합니다. 그러나 영리하게도 여러 소스에서 초음파를 전달하고 두개골을 렌즈로 사용하여 수렴 빔을 실제로 형성하고 뇌의 더 깊은 곳에 집중시킬 수 있습니다.

따라서 LIFUP의 임상적 사용은 자극 전에 촬영한 MRI 스캔을 사용하여 다중 초음파 맥동이 뇌의 한 위치에서 어떻게 수렴되는지 계산합니다(두개골에서 빔의 뼈 분산을 고려). 진단용 초음파와 같은 작은 변환기는 개별적으로 신경 방전을 일으킬 수 없기 때문에 LIFUP을 사용하면 신경 발화를 깊게(캡 아래 2-12cm; 비교를 위해 기존 TMS는 1-3.4cm2 깊이(9, 10)) 자극할 수 있고 초점(직경 0.5mm, 최대 1000mm, 시판되는 표준 70mm 8자형 TMS 코일의 시설은 대략 50mm2입니다(9, 10)). 흥미롭게도, LIFUP(0.5ms)의 운반 주파수의 펄스 폭은 다른 모든 펄스 신경조절 요법(DBS: 0.6ms, ECT: 0.5ms; TMS: 0.2ms; VNS: 0.5ms)에서 사용되는 것과 놀랍도록 유사합니다. 이 기간은 기계적으로 의미가 있습니다. 이것은 개인의 방법을 초월한 뇌 자극이라는 공통 배경 과학의 좋은 예입니다.

연구자들은 전임상 및 임상 환경에서 LIFUP의 효과를 조사하여 신경 조직을 안전하게 자극하는 능력을 확인하고(11-14), 그 효능에 대한 세포 메커니즘을 제안했으며(13-19), 현재 인간 환자에게 LIFUP을 사용하고 있습니다(20). Montiet al. (2016)은 LIFUP을 사용하여 혼수상태 환자의 시상을 자극한 사례 연구를 설명했습니다(20). 2개의 LIFUP 사전 평가에서 환자가 최소 의식 상태(MCS)에 있는 것으로 평가했습니다. 초음파 처리 후 환자는 다음 날 운동 및 구강 운동 기능을 회복하여 고개를 끄덕이고 머리를 흔들면서 완전한 언어 이해 및 의사 소통을 진행했습니다. LIFUP 5일 후, 환자는 걷기를 시도했습니다. 이 연구는 눈가림도 가짜 대조도 아니었지만, 인간 환자에 대한 치료용 LIFUP의 첫 번째 적용은 고무적이었고 우리는 LIFUP의 더 많은 치료 적용 및 향후 잠재적인 임상 시험을 기대합니다. LIFUP이 계속해서 임상적 가능성을 보인다면 수술 없이도 DBS의 역할을 대체할 가능성이 있다. LIFUP가 DBS를 대체하여 임상 응용 프로그램을 사용하는 데 있어 주요 장벽은 대체로 DBS가 장치를 제거할 수 있도록 회로 역학 또는 동작을 근본적으로 변경하지 않고 장치를 삽입하고 계속 켜는 방식으로 사용된다는 것입니다. 분명히 환자는 LIFUP 헬멧을 영구적으로 착용할 수 없습니다. 그러나 절제 없이 회로 동작(LTD 또는 LTP)을 영구적으로 변경하는 방식으로 자극하는 방법을 배우는 정도에 따라 하드웨어를 영구적으로 이식하는 대신 두뇌를 훈련하고 재배선할 수 있는 LIFUP의 여러 세션을 대체할 수 있습니다. LIFUP은 확실히 깊고 집중적이며 비침습적으로 자극할 수 있으므로 뇌 자극 분야의 핵심 다음 단계가 될 수 있습니다.

연구할 중재에 대한 정보. 우리는 Brainsonix 저강도 집속 초음파 맥동 장치를 사용할 것입니다. (BX 펄서 1001). 장치 자체의 실제 안전에 대한 부록과 함께 제조업체 설명(기술 요약)을 참조하십시오.