Huis> Nieuws> Hersenfotobiomodulatie-prelinaire resultaten van regionale cerebrale oximetrie en thermische beeldvorming
July 03, 2023

Hersenfotobiomodulatie-prelinaire resultaten van regionale cerebrale oximetrie en thermische beeldvorming

Suyzeko Company had een nieuw product onderzocht. Brain Photobiomodulation Machine, ons bedrijf had meer dan 1 jaar besteed om het product te onderzoeken, en we hebben de professor uitgenodigd om een ​​onderzoek voor ons te doen. Zie het volgende artikel voor meer informatie.


Onderzoekseenheid voor complementaire en integratieve lasergeneeskunde, onderzoekseenheid van biomedische engineering in anesthesie en intensive care geneeskunde, en TCM Research Center Graz, Medical University of Graz, AuenbruggerPlatz 39, EG19, 8036 Graz, Oostenrijk

Ontvangen: 4 januari 2019 / Accepted: 15 januari 2019 / Gepubliceerd: 16 januari 2019


Abstract:

Een nieuw apparaat voor LED (lichtemitterende diode) hersenfotobiomodulatie wordt geïntroduceerd. Voorlopige resultaten van regionale cerebrale zuurstofverzadiging en van thermografie worden vóór, tijdens en na stimulatie weergegeven. De procedure biedt een nieuwe manier om de biologische effecten van een mogelijke innovatieve therapeutische methode te kwantificeren. Verdere metingen zijn echter absoluut noodzakelijk.

Sleutelwoorden:

fotobiomodulatie; brein; LED -stimulatie (licht emitting diode); lichttherapie; golflengte; hartinfarct; Dementie; psychische aandoeningen; regionale cerebrale zuurstofverzadiging; thermische beeldvorming; LED -helm


Hersenfotobiomodulatie (PBM) met rode tot nabij-infrarood (NIR) licht emitterende diodes (LED) zou een innovatieve therapie kunnen zijn voor een verscheidenheid aan neurologische en psychologische stoornissen [1]. Rood/NIR -licht kan mitochondriale ademhalingsketencomplex IV (cytochroom C -oxidase) stimuleren en ATP (adenosintriphosfaat) synthese verhogen [1,2,3]. Bovendien leidt lichtabsorptie door ionkanalen tot de afgifte van Ca2+ en tot de activering van transcriptiefactoren en genexpressie [1]. PBM-therapie van de hersenen kan de metabole capaciteit van neuronen verbeteren en kan ontstekingsremmende, anti-apoptotische en antioxiderende responsen evenals neurogenese en synaptogenese stimuleren [1]. Bevindingen suggereren dat PBM bijvoorbeeld de frontale hersenfuncties van oudere volwassenen op een veilige en kosteneffectieve manier kan verbeteren [4].
Dit artikel introduceert een nieuw stuk LED -apparatuur (figuur 1) voor fotobiomodulatie van de hersenen, inclusief voorlopige resultaten van bijna infraroodspectroscopische metingen en thermische beeldvorming.
1

Figuur 1. Eerste meting met de innovatieve LED (Light Emitting Diode) Photobiomodulation Helmet (prototype van Suyzeko (Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, China)) aan het TCM Research Center aan de Medical University of Graz, Oostenrijk, Europa uitgevoerd op 25 december 2018 .


De eerste veelbelovende basis- en klinische onderzoeken met betrekking tot fotobiomodulatie van de hersenen zijn al voltooid; Er is momenteel echter nog steeds een gebrek aan nuttige apparaten voor therapeutische procedures [1,2,3,4,5,6,7,8]. Suyzeko (Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, China) ontwikkelde een prototype van zo'n innovatief apparaat. Bij het TCM (Traditional Chinese Medicine) Research Center (voorzitter: Gerhard Litscher) van de Medische Universiteit van Graz, werden de eerste testmetingen uitgevoerd met deze constructie (figuur 1). Voorlopige gegevens van deze pilootmeting worden hier gepresenteerd.

De apparatuur is momenteel gebaseerd op infrarood LED met behulp van een golflengte van 810 nm. Deze golflengte is recent bewezen (2018) als een van de beste voor transcraniële laser/lichtstimulatie [9]. De resultaten werden bevestigd door metingen uitgevoerd door ons onderzoeksteam [5,6,7,8,10].

3


Voor de nieuwe stimulatiehelm werden in totaal 256 LED's met een golflengte van 810 nm gebruikt (figuur 2). De onderzoeken werden uitgevoerd met alle LED's (n = 256) in de actieve modus (60 MW; één LED; 24 mW/cm2; ~ 15 W totale helm). De duur van de stimulatie was 15 minuten. Figuur 2 toont ook de lichttransmissie voor een menselijke schedel (middelste en rechterkant). Zie eerdere publicaties voor verdere berekeningen voor de transmissiefactor [6,7,8,9,10,11].

Figuur 2. Helm van Suyzeko (Shenzhen, China) voor mogelijke hersenfotobiomodulatietherapie (3 januari 2019).

De metingen van de veranderingen in regionale cerebrale zuurstofverzadiging (RSO2) werden uitgevoerd met behulp van een Invos 5100C oximeter (Somanetics Corp., Troy, MI, VS) instrument. In de buurt van infraroodspectroscopie is een niet -invasieve methode voor het meten van RSO2Through De intacte schedel die al vele jaren met succes wordt toegepast in medisch basisonderzoek en klinische indicaties [6]. Bijna-infrarood licht (730 en 805 nm) wordt uitgestoten door de huid en na het passeren van verschillende soorten weefsel (huid en bot) wordt het geretourneerde licht gedetecteerd op twee afstanden van de lichtbron (3 en 4 cm). Op basis van dit principe kan de spectrale absorptie van bloed in diepere structuren (2-4 cm) worden bepaald en gedefinieerd als de RSO2 [5,12]. De sensoren werden aangebracht in het frontale gebied aan de rechterkant en linkerzijden van de hersenen van de gezonde vrijwilliger (zie figuur 1). Om externe lichte invloed te minimaliseren, was het hoofd in dit gebied bedekt met een elastische band tijdens de opname- en stimulatieprocedure. Na een rusttijd van 20 minuten werd de LED -stimulatie ingeschakeld. De resultaten van de drie secties (vóór (20 min), gedurende (15 min) en na (20 min) stimulatie) worden aangegeven in figuur 3. Let op de significante toename van RSO2 (links en rechterkant) tijdens en zelfs na transcranial LED -stimulatie. De temperatuurveranderingen worden weergegeven in figuur 4.

4


Figuur 3. Resultaten van de eerste pilootmeting met de LED -stimulatiehelm van Suyzeko (Shenzhen, China). Let op de toename van de regionale cerebrale zuurstofverzadiging tijdens en na stimulatie aan de linkerkant en rechterkant.

9


Figuur 4. Resultaten van thermische beeldvorming van de eerste pilootmeting met behulp van de nieuwe stimulatiehelm. Let op de temperatuurstijging op de helm (bovenste rij; a vóór, b tijdens en c na stimulatie) op het voorhoofd (middelste rij; D - F) en op de kin (onderste rij; G - I).

PBM -therapie werd meer dan 50 jaar geleden ontwikkeld; Er is echter nog steeds geen gemeenschappelijke overeenstemming over de parameters en protocollen voor zijn klinische toepassing. Sommige onderzoeksteams hebben het gebruik van een vermogensdichtheid van minder dan 100 MW/cm2 en een energiedichtheid van 4 tot 10 J/cm2 aanbevolen [11]. Andere groepen bevelen maar liefst 50 J/cm2 aan aan het weefseloppervlak [11]. Parameters zoals golflengte, energie, fluence, vermogen, bestraling, pulsmodus, behandelingsduur en herhalingssnelheid kunnen in een breed bereik worden toegepast. Onze huidige voorlopige resultaten toonden een duidelijke respons van cerebrale RSO2 in relatie tot de LED -stimulatie. Er moet echter worden vermeld dat de temperatuur aanzienlijk is gestegen en deze effecten moeten in detail in detail in aanmerking worden genomen. Er is ook het feit dat ineffectieve studies in cellen met hoge mitochondriale activiteit vaker te veel lijken te zijn aan overdosering dan onder doseren [11]. Daarom zijn klinische studies met betrekking tot de optimale stimulatiedoses noodzakelijk.


Transcranial PBM lijkt veelbelovend om verschillende psychische aandoeningen te behandelen. Pitzschke et al. [13] gemeten ook lichtvoortplanting in verschillende gebieden van de ziekte van Parkinson (PD) -relevant diep hersenweefsel tijdens transcraniële en transsphenoïdale verlichting (bij 671 en 808 nm) van een kadaverkop en gemodelleerde optische parameters van menselijk hersenweefsel met behulp van Monte-montage Carlo -simulaties. Deze studie toont aan dat het mogelijk is om ook diepe hersenweefsels transcraniaal en transcenoïdaal te verlichten. Dit opent therapeutische opties voor patiënten van PD of andere cerebrale ziekten die lichttherapie nodig hebben [13].


Er zijn verschillende onderzoeken gedaan met betrekking tot mogelijke nadelige effecten voor LED PBM. Bijvoorbeeld, Moro et al. Onderzocht de effecten van de langetermijntoepassing, tot 12 weken, van PBM (670 nm) bij normale, naïeve makaakminnen. Ze vonden geen histologische basis voor belangrijke zorgen over bioveiligheid in verband met PBM geleverd door een intracraniële benadering [14]. Hennessy en Hamblin wezen ook op de reeds gevestigde veiligheid en opmerkelijke gebrek aan nadelige effecten van transcraniële PBM [2].


De voorlopige resultaten zijn veelbelovend; Verder onderzoekswerk is echter vereist om bijvoorbeeld dit nieuwe soort PBM als therapeutische methode te kunnen gebruiken. Veel onderzoekers zijn van mening dat PBM met LED en/of laser voor hersenaandoeningen een van de belangrijkste medische toepassingen van lichttherapie in de komende jaren en decennia zal worden [3].


Financiering
Dit onderzoek kreeg geen externe financiering.
Erkenningen
De auteur wil graag Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, Shenzhen, China bedanken voor de nieuwe LED -apparatuur en de NIRS -sensoren. Hij wil ook Daniela Litscher, MSC PhD bedanken voor haar waardevolle hulp bij de gegevensopname. Het wetenschappelijke werk bij het TCM Research Center Graz wordt gedeeltelijk ondersteund door het Oostenrijkse federale ministerie van Wetenschap, Onderzoek en Economie.
Belangenconflicten

De auteur verklaart geen belangenconflict.


Referenties
Salehpour, F.; Mahmoudi, J.; Kamari, F.; Sadigh-Eeteghad, S.; Rasta, Sh; Hamblin, Mr Brain Photobiomodulation Therapy: A Narrative Review. Mol. Neurobiol. 2018, 55, 6601–6636. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hennessy, M.; Hamblin, MR Photobiomodulation and the Brain: een nieuw paradigma. J. Opt. 2017, 19, 013003. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hamblin, MR Shining Light op het hoofd: fotobiomodulatie voor hersenaandoeningen. BBA Clin. 2016, 6, 113–124. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Chan, als; Lee, tl; Yeung, Mk; Hamblin, MR -fotobiomodulatie verbetert de frontale cognitieve functie van oudere volwassenen. Int. J. Geriatr. Psychiatry 2018. [Google Scholar] [CrossRef]
Litscher, G. Transcranial Laser Stimulation Research-A New Helmet en eerste gegevens van bijna infraroodspectroscopie. Medicines 2018, 5, 97. [Google Scholar] [CrossRef]
Litscher, G.; Litscher, D. Wetenschappelijke aspecten van innovatieve lasergeneeskunde. In laseracupunctuur en innovatieve lasergeneeskunde; Bahr, F., Litscher, G., Eds.; Bahr & Fuechtbusch: München, Duitsland, 2018; Hoofdstuk 3; pp. 13–77. [Google geleerde]
Litscher, D.; Litscher, G. Lasertherapie en beroerte: kwantificering van methodologische vereisten bij het beschouwen van gele laser. Int. J. PhotoEnergy 2013, 2013, 575798. [Google Scholar] [CrossRef]
Litscher, D.; Litscher, G. Lasertherapie en dementie: een database-analyse en toekomstige aspecten op op LED gebaseerde systemen. Int. J. PhotoEnergy 2014, 2014, 268354. [Google Scholar] [CrossRef]
Wang, P.; Li, T. Welke golflengte is optimaal voor transcraniële laserstimulatie op laag niveau? J. Biophotonics 2018, E201800173. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Litscher, G.; Min, L.; Passegger, CA; Litscher, D.; Li, M.; Wang, M.; Ghaffari-Tabrizi-Wizsy, N.; Stelzer, i.; Feigl, G.; Gaischek, i.; et al. Transcraniële gele, rode en infrarood laser- en LED -stimulatie: veranderingen van vasculaire parameters in een chick embryo -model. Integr. Med. Int. 2015, 2, 80–89. [Google Scholar] [CrossRef]
Zein, R.; Selecteren, W.; Hamblin, MR -beoordeling van lichtparameters en effectiviteit van fotobiomodulatie: drive in complexiteit. J. Biomed. Opt. 2018, 23, 120901. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Litscher, G.; Schwarz, G. Transcraniële cerebrale oximetrie; Pabst Science Publisher: Lengerich, Duitsland, 1997. [Google Scholar]
Pitzschke, A.; Lovisa, B.; Seydoux, O.; ZellWeger, M.; Pfileiderer, M.; Tardy, Y.; Wagnières, G. Red en NIR Lichte dosimetrie in het menselijke diepe brein. Phys. Med. Biol. 2015, 60, 2921–2937. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Moro, C.; Torres, N.; Arvanitakis, K.; Cullen, K.; Chabrol, C.; Agay, D.; Darlot, F.; Benabid, AL; Mitrofanis, J. Geen bewijs voor toxiciteit na langdurige fotobiomodulatie bij normale niet-menselijke primaten. Exp. Brain Res. 2017, 235, 3081–3092. [Google Scholar] [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.

verzenden