Ev> Haberler> Bölgesel serebral oksimetre ve termal görüntülemeden kaynaklanan beyin fotobiyomodülasyonu
July 03, 2023

Bölgesel serebral oksimetre ve termal görüntülemeden kaynaklanan beyin fotobiyomodülasyonu

Suyzeko Company yeni bir ürün araştırmıştı. Beyin Fotobiyomodülasyon Makinesi, şirketimiz ürünü araştırmak için 1 yıldan fazla harcamıştı ve profesörü bizim için bir araştırma yapmaya davet ettik. Ayrıntılar için aşağıdaki makaleye bakın.


Tamamlayıcı ve Bütünleştirici Lazer Tıbbı Araştırma Birimi, Anestezi ve Yoğun Bakım Tıbbında Biyomedikal Mühendislik Araştırma Birimi ve TCM Araştırma Merkezi Graz, Graz Tıp Üniversitesi, Auenbruggerplatz 39, EG19, 8036 Graz, Avusturya

Alındı: 4 Ocak 2019 / Kabul Edilen: 15 Ocak 2019 / Yayınlandı: 16 Ocak 2019


Soyut:

LED (ışık yayan diyot) beyin fotobiyomodülasyonu için yeni bir ekipman parçası tanıtıldı. Bölgesel serebral oksijen doygunluğundan ve termografiden elde edilen ön sonuçlar, stimülasyon öncesinde, sırasında ve sonrasında gösterilmiştir. Prosedür, olası yenilikçi bir terapötik yöntemin biyolojik etkilerini ölçmek için yeni bir yol sunmaktadır. Ancak daha fazla ölçüm kesinlikle gereklidir.

Anahtar Kelimeler:

fotobiyomodülasyon; beyin; LED (ışık yayan diyot) stimülasyonu; ışık terapisi; dalga boyu; felç; demans; zihinsel hastalıklar; bölgesel serebral oksijen doygunluğu; Termal görüntüleme; LED kask


Kırmızı ila kızılötesi (NIR) ışık yayan diyotlara (LED) sahip beyin fotobiyomodülasyonu (PBM), çeşitli nörolojik ve psikolojik bozukluklar için yenilikçi bir tedavi olabilir [1]. Kırmızı/NIR ışığı mitokondriyal solunum zinciri kompleksini (sitokrom C oksidaz) uyarabilir ve ATP'yi (adenosintriposfat) sentezi arttırabilir [1,2,3]. Ek olarak, iyon kanalları tarafından ışık emilimi, Ca2+ 'nın salınmasına ve transkripsiyon faktörlerinin ve gen ekspresyonunun aktivasyonuna yol açar [1]. Beyin PBM tedavisi nöronların metabolik kapasitesini iyileştirebilir ve anti-enflamatuar, anti-apoptotik ve antioksidan yanıtların yanı sıra nörogenez ve sinaptogenezi uyarabilir [1]. Bulgular, PBM'nin örneğin, yaşlı yetişkinlerin ön beyin fonksiyonlarını güvenli ve uygun maliyetli bir şekilde geliştirebileceğini düşündürmektedir [4].
Bu makale, kızılötesi spektroskopik ölçümlerin ve termal görüntülemenin ön sonuçlarını içeren beyin fotobiyomodülasyonu için yeni bir LED ekipman parçası (Şekil 1) tanıtmaktadır.
1

Şekil 1. GRAZ, Avusturya Tıp Üniversitesi, 25 Aralık 2018'de gerçekleştirilen TCM Araştırma Merkezi'nde Yenilikçi LED (Işık Yayılan Diyot) Fotobiyomodülasyon Kaskı (Suyzeko'dan (Shenzhen Guangyang Zhongkang Teknolojisi Limited, Çin) prototipi) ilk ölçüm .


Beyin fotobiyomodülasyonu ile ilgili ilk umut verici temel ve klinik çalışmalar zaten tamamlanmıştır; Bununla birlikte, şu anda hala terapötik prosedürler için yararlı cihaz eksikliği vardır [1,2,3,4,5,6,7,8]. Suyzeko (Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, Çin) böyle yenilikçi bir cihazın prototipini geliştirdi. Graz Tıp Üniversitesi TCM (Geleneksel Çin Tıbbı) Araştırma Merkezi'nde (Başkan: Gerhard Litscher) ilk test ölçümleri bu yapı ile gerçekleştirildi (Şekil 1). Bu pilot ölçümün ön verileri burada sunulmaktadır.

Ekipman şu anda 810 nm dalga boyu kullanılarak kızılötesi LED'e dayanmaktadır. Bu dalga boyu son zamanlarda (2018) transkraniyal lazer/ışık stimülasyonu için en iyilerden biri olduğu kanıtlanmıştır [9]. Sonuçlar araştırma ekibimiz tarafından yapılan ölçümlerle doğrulanmıştır [5,6,7,8,10].

3


Yeni stimülasyon kaskı için, 810 nm dalga boyuna sahip 256 LED kullanıldı (Şekil 2). Araştırmalar aktif modda (60 mW; bir LED; 24 mW/cm2; ~ 15 W toplam kask) tüm LED'lerle (n = 256) gerçekleştirildi. Stimülasyon süresi 15 dakika idi. Şekil 2 ayrıca bir insan kafatası (orta ve sağ taraf) için ışık iletimini göstermektedir. İletim faktörü için daha fazla hesaplama için, önceki yayınlara bakınız [6,7,8,9,10,11].

Şekil 2. Olası beyin fotobiyomodülasyon tedavisi için Suyzeko'dan (Shenzhen, Çin) kask (3 Ocak 2019).

Bölgesel serebral oksijen doygunluğundaki (RSO2) değişikliklerin ölçümleri, bir Invos 5100C Oksimetre (Somanetics Corp., Troy, MI, ABD) enstrümanı kullanılarak gerçekleştirildi. Kızılötesi spektroskopisi, temel tıbbi araştırmalarda ve klinik endikasyonlarda uzun yıllar başarıyla uygulanan sağlam kafatası ile RSO2'yi ölçmek için noninvaziv bir yöntemdir [6]. Yakın kızılötesi ışık (730 ve 805 nm) ciltten yayılır ve farklı tür doku türlerinden (cilt ve kemik) geçtikten sonra, geri dönen ışık ışık kaynağından (3 ve 4 cm) iki mesafede tespit edilir. Bu prensibe dayanarak, daha derin yapılarda (2-4 cm) kanın spektral emilimi belirlenebilir ve RSO2 olarak tanımlanabilir [5,12]. Sensörler, sağlıklı gönüllünün beyinlerinin sağ ve sol taraflarındaki frontal alanda uygulanmıştır (bkz. Şekil 1). Harici ışık etkisini en aza indirmek için, bu alandaki kafa kayıt ve stimülasyon prosedürü sırasında elastik bir bantla kaplanmıştır. 20 dakika dinlenme süresinden sonra LED stimülasyonu açıldı. Üç bölümün sonuçları ((20 dakika), (15 dakika) ve (20 dakika) stimülasyondan sonra) sonuçları Şekil 3'te gösterilmiştir. LED Stimülasyon. Sıcaklığın değişiklikleri Şekil 4'te gösterilmektedir.

4


Şekil 3. Suyzeko'dan (Shenzhen, Çin) LED stimülasyon kaskı ile ilk pilot ölçümünün sonuçları. Sol ve sağ tarafta stimülasyon sırasında ve sonrasında bölgesel serebral oksijen doygunluğundaki artışa dikkat edin.

9


Şekil 4. Yeni stimülasyon kaskı kullanılarak ilk pilot ölçümünün termal görüntülemesinden kaynaklanan sonuçlar. Alnın (orta sıra; D - F) ve çenede (alt sıra; G - I) kask üzerindeki sıcaklık artışına (üst sıra; A önceki, b sırasında ve stimülasyondan sonra C) dikkat edin.

PBM tedavisi 50 yıldan daha uzun bir süre önce geliştirildi; Bununla birlikte, klinik uygulaması için parametreler ve protokoller konusunda hala ortak bir anlaşma yoktur. Bazı araştırma ekipleri, 100 mW/cm2'den az güç yoğunluğu ve 4 ila 10 J/cm2 enerji yoğunluğunun kullanılmasını önermiştir [11]. Diğer gruplar doku yüzeyinde 50 j/cm2 kadar önermektedir [11]. Dalga boyu, enerji, akıcılık, güç, ışınım, nabız modu, tedavi süresi ve tekrar oranı gibi parametreler geniş bir aralıkta uygulanabilir. Mevcut ön sonuçlarımız, LED stimülasyonu ile ilişkili olarak serebral RSO2'nin açık bir yanıtı gösterdi. Bununla birlikte, sıcaklığın önemli ölçüde arttığı ve bu etkilerin ayrıntılı olarak daha ileri çalışmalarda dikkate alınması gerektiği belirtilmelidir. Ayrıca, yüksek mitokondriyal aktiviteye sahip hücrelerde etkisiz çalışmaların, dozlanmadan daha fazla dozlama nedeniyle olduğu gibi görünmektedir [11]. Bu nedenle, optimal stimülasyon dozları ile ilgili klinik çalışmalar gereklidir.


Transkraniyal PBM, farklı zihinsel hastalıkları tedavi etmek için umut verici görünmektedir. Pitzschke ve ark. [13] ayrıca, bir kadavra kafasının transkraniyal ve transsfenoidal aydınlatma (671 ve 808 nm'de) sırasında Parkinson hastalığının farklı bölgelerinde (PD)-güvensiz derin beyin dokusu ve monte- kullanılarak modellenmiş insan beyin dokusunun modellenmiş optik parametrelerini ölçtüler. Carlo Simülasyonları. Bu çalışma, derin beyin dokularını transkranal ve transsfenoidal olarak aydınlatmanın da mümkün olduğunu göstermektedir. Bu, PD hastaları veya ışık tedavisi gerektiren diğer serebral hastalıklar için terapötik seçenekler açar [13].


LED PBM için olası olumsuz etkilerle ilgili çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Örneğin, Moro ve ark. normal, saf makak maymunlarda PBM (670 nm) 12 haftaya kadar uzun vadeli uygulamanın etkilerini araştırdı. İntrakraniyal bir yaklaşımla verilen PBM ile ilişkili herhangi bir büyük biyogüvenlik endişesi için hiçbir histolojik temel bulamadılar [14]. Hennessy ve Hamblin ayrıca transkraniyal PBM'nin zaten kurulmuş olan güvenlik ve kayda değer olumsuz etkilerinin eksikliğine dikkat çekti [2].


Ön sonuçlar çok umut vericidir; Bununla birlikte, örneğin bu yeni PBM türünü terapötik bir yöntem olarak kullanabilmek için daha fazla araştırma çalışması gerekmektedir. Birçok araştırmacı, beyin bozuklukları için LED ve/veya lazeri olan PBM'nin önümüzdeki yıllarda ve on yıllar içinde ışık tedavisinin en önemli tıbbi uygulamalarından biri olacağına inanmaktadır [3].


Finansman
Bu araştırma harici bir finansman almadı.
Onaylar
Yazar, yeni LED ekipman ve NIRS sensörleri için Shenzhen Guangyang Zhongkang Teknoloji Limited, Shenzhen, Çin'e teşekkür eder. Ayrıca veri kaydı ile ilgili değerli yardımı için MSC PhD olan Daniela Litscher'a teşekkür etmek istiyor. TCM Araştırma Merkezi Graz'daki bilimsel çalışma kısmen Avusturya Federal Bilim, Araştırma ve Ekonomi Bakanlığı tarafından desteklenmektedir.
Çıkar çatışmaları

Yazar çıkar çatışması ilan etmedi.


Referanslar
Salehpour, F.; Mahmoudi, J.; Kamari, F.; Sadigh-Ağeghad, S.; Rasta, sh; Hamblin, Bay Beyin Fotobiyomodülasyon Terapisi: Bir Anlatım İncelemesi. Mol. Nörobiol. 2018, 55, 6601-6636. [Google Akademik] [CrossRef] [PubMed]
Hennessy, M.; Hamblin, Bay Fotobiyomodülasyon ve Beyin: Yeni Bir Paradigma. J. Opt. 2017, 19, 013003. [Google Akademik] [CrossRef] [PubMed]
Hamblin, Bay Parlayan Işık Kafa: Beyin bozuklukları için fotobiyomodülasyon. BBA Clin. 2016, 6, 113-124. [Google Akademik] [CrossRef] [PubMed]
Chan, as; Lee, TL; Yeung, MK; Hamblin, MR fotobiyomodülasyonu yaşlı yetişkinlerin ön bilişsel işlevini geliştirir. İnt. J. Geriatr. Psikiyatri 2018. [Google Akademik] [CrossRef]
Litscher, G. Transkraniyal lazer stimülasyon araştırması-yeni kask ve yakın kızılötesi spektroskopiden ilk veriler. İlaç 2018, 5, 97. [Google Akademik] [CrossRef]
Litscher, G.; Litscher, D. Yenilikçi lazer tıbbının bilimsel yönleri. Lazer akupunktur ve yenilikçi lazer ilaçlarında; Bahr, F., Litscher, G., Eds.; Bahr & Fuechtenbusch: Münih, Almanya, 2018; Bölüm 3; 13-77. [Google Akademik]
Litscher, D.; Litscher, G. Lazer Terapisi ve İnme: Sarı lazer dikkate alınmada metodolojik gereksinimlerin ölçülmesi. İnt. J. PhotoEnergy 2013, 2013, 575798. [Google Akademik] [CrossRef]
Litscher, D.; Litscher, G. Lazer Terapisi ve Demans: Bir Veritabanı Analizi ve LED tabanlı sistemler hakkında gelecekteki yönler. İnt. J. PhotoEnergy 2014, 2014, 268354. [Google Akademik] [CrossRef]
Wang, P.; Li, T. Transkraniyal düşük seviyeli lazer stimülasyonu için hangi dalga boyu en uygundur? J. Biophotonics 2018, E201800173. [Google Akademik] [CrossRef] [PubMed]
Litscher, G.; Min, L.; Passegger, CA; Litscher, D.; Li, M.; Wang, M.; Ghaffari-Tabrizi-Wizsy, N.; Stelzer, ben.; Feigl, G.; Gaischek, ben.; ve ark. Transkraniyal sarı, kırmızı ve kızılötesi lazer ve LED stimülasyon: bir civciv embriyo modelinde vasküler parametrelerin değişiklikleri. Integr. Med. İnt. 2015, 2, 80-89. [Google Akademik] [CrossRef]
Zein, R.; Seçim, W.; Hamblin, MR Işık Parametrelerinin Gözden Geçirilmesi ve Fotobiyomodülasyon Etkinliği: Karmaşıklığa Sürün. J. Biomed. OPT. 2018, 23, 120901. [Google Akademik] [CrossRef] [PubMed]
Litscher, G.; Schwarz, G. Transkraniyal serebral oksimetre; Pabst Science Publisher: Lengerich, Almanya, 1997. [Google Akademik]
Pitzschke, A.; Lovisa, B.; Seydoux, O.; Zellweger, M.; Pfleiderer, M.; TARDY, Y.; Wagnières, G. İnsan derin beyninde kırmızı ve nir ışık dozimetrisi. Fiz. Med. Biol. 2015, 60, 2921-2937. [Google Akademik] [CrossRef] [PubMed]
Moro, C.; Torres, N.; Arvanitakis, K.; Cullen, K.; Chabrol, C.; Agay, D.; Darlot, F.; Benabid, AL; Mitrofanis, J. Normal insan olmayan primatlarda uzun süreli fotobiyomodülasyondan sonra toksisite için kanıt yok. Tecrübe. Beyin Res. 2017, 235, 3081-3092. [Google Akademik] [CrossRef] [PubMed]


Share to:

LET'S GET IN TOUCH

We will contact you immediately

Fill in more information so that we can get in touch with you faster

Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.

Gönder