低强度聚焦超声对创伤性脑损伤意识障碍患者的治疗

创伤性脑损伤 (TBI) 是一个重要的全球健康问题。 据估计，每年约有 7000 万人遭受创伤性脑损伤 (TBI)。 因住院或死亡而导致的严重 TBI 每年至少有 1000 万。

最近，神经重症监护的进步导致越来越多的重度 TBI 患者恢复认知和身体功能，最终恢复独立生活。 然而，一些严重的 TBI 患者无法完全恢复意识。 这种情况称为意识障碍 (DoC)。 他们从昏迷中恢复过来并保持睡眠-觉醒周期，但对自己和周围环境的意识受损。 这些状态称为反应迟钝的觉醒综合症或最低意识状态。 这些情况使患者失去所有自主权，给家人带来沉重的情感和经济负担。 除了这些破坏性影响外，已知这些情况会增加护理人员的倦怠率。

过去，患有创伤后 DoC 的患者被认为是“无事可做”。 然而，最近已经使用和研究了诸如感觉刺激、物理疗法和药物疗法的治疗。 感官刺激基于丰富的刺激有利于神经可塑性和恢复的想法。 大多数感觉刺激的研究都是病例报告，很少有随机对照研究。 物理治疗主要包括运动幅度、姿势改变等。 几乎所有医院都提供物理治疗，但仍然没有足够的证据表明它对创伤后 DoC 患者有效。 DoC患者的药物治疗研究主要与多巴胺能药物有关，因为多巴胺能药物可以刺激网状激活系统，从而提高清醒度和注意力。 其中，金刚烷胺通过一项针对创伤后 DoC 患者的大型随机对照临床试验被证明是一种有效的治疗方法。 然而，尽管金刚烷胺可有效加快恢复速度，但其对长期结果的影响仍然未知。

随着对意识的科学认识的加深，许多研究通过神经调节技术恢复意识，如正中神经刺激、背柱刺激、经颅直流电刺激 (tDCS)、重复经颅磁刺激 (rTMS) 和脑深部刺激（DBS）。 尝试正中神经刺激以将感觉刺激引导至大脑。 然而，它已被证明在小型随机对照研究中无效。 已经尝试直接刺激脊髓的背柱。 然而，由于它是侵入性手术，因此尚未进行随机对照研究。

近10年来，作为TBI后意识的恢复治疗，tDCS、rTMS、DBS等神经刺激越来越受到关注。 在一项双盲假对照交叉设计研究中，Thibaut 等人。研究了 tDCS 在 55 名 DOC 患者中的疗效。 在 MCS 患者的 tDCS 后观察到显着的行为变化，但 1 年后，效果没有维持。 DBS 已普遍用于帕金森病，但也已在 DoC 患者中进行，因为它可以直接刺激丘脑。 报道 DBS 后意识得到改善，但证据仍然不充分，风险太高，不能用于创伤后 DoC 患者。

低强度聚焦超声 (LIFU) 已被新提出作为一种技术来克服现有神经刺激技术的局限性。 LIFU 的空间分辨率仅为 2-5 毫米，穿透深度超过 10-15 厘米。 因此，它可以穿过颅骨刺激深部脑组织，也可以进行精细刺激。

近年来，我们专注于使用聚焦超声刺激系统刺激神经组织的研究。 据报道，使用聚焦超声刺激系统可以实现家兔运动和视觉神经系统的激活和抑制控制。 我们还报道了麻醉大鼠的丘脑受到聚焦超声刺激系统的刺激，从而缩短了麻醉后的恢复时间。 使用 MRI 的图像引导导航系统可以将超声刺激高精度地聚焦在大脑的目标点。 2018年，开发了一种用于大鼠模型的可穿戴FUS头饰，并报道了聚焦超声刺激对脑功能长期变化的影响，从而确定了使用LIFU进行神经可塑性的可能性。

2016 年，蒙蒂等人。报道了一例昏迷20天左右的交通事故患者意识恢复的临床病例。 患者每天用力扶刺激丘脑中央区5-10分钟，第3天起意识恢复，第5天开始行走。 这一结果得到了中央丘脑和意识之间关系的支持。 此外，这与 TBI 后 6 年 MCS 患者使用 DBS 刺激中枢丘脑调节患者行为反应的情况相似。

基于以上结果，本研究的目的是评估创伤后 DoC 患者从 DoC 恢复的治疗效果和 LIFU 刺激丘脑区的安全性。