Rumah> Berita> Fotobiomodulasi otak-preliminer hasil dari oksimetri serebral regional dan pencitraan termal
July 03, 2023

Fotobiomodulasi otak-preliminer hasil dari oksimetri serebral regional dan pencitraan termal

Suyzeko Company telah meneliti produk baru. Mesin fotobiomodulasi otak, perusahaan kami telah menghabiskan lebih dari 1 tahun untuk meneliti produk, dan kami mengundang profesor untuk melakukan penelitian untuk kami. Lihat artikel berikut untuk detailnya.


Unit Penelitian untuk Kedokteran Laser Pelengkap dan Integratif, Unit Penelitian Teknik Biomedis dalam Anestesi dan Kedokteran Perawatan Intensif, dan Pusat Penelitian TCM Graz, Universitas Kedokteran Graz, Auenbruggerplatz 39, EG19, 8036 GRAZ, Austria

Diterima: 4 Januari 2019 / Diterima: 15 Januari 2019 / Diterbitkan: 16 Januari 2019


Abstrak:

Sepotong peralatan baru untuk fotobiomodulasi otak LED (Light Emitting Diode) diperkenalkan. Hasil awal dari saturasi oksigen serebral regional dan dari termografi ditunjukkan sebelum, selama dan setelah stimulasi. Prosedur ini menawarkan cara baru untuk mengukur efek biologis dari metode terapi inovatif yang mungkin. Namun pengukuran lebih lanjut benar -benar diperlukan.

Kata kunci:

fotobiomodulasi; otak; Stimulasi LED (Light Emitting Diode); terapi cahaya; panjang gelombang; pukulan; demensia; penyakit mental; saturasi oksigen serebral regional; pencitraan termal; Helm LED


Fotobiomodulasi otak (PBM) dengan dioda pemancar cahaya merah ke inframerah (NIR) (LED) dapat menjadi terapi inovatif untuk berbagai gangguan neurologis dan psikologis [1]. Cahaya merah/NIR dapat merangsang rantai pernapasan mitokondria IV (sitokrom C oksidase) dan meningkatkan sintesis ATP (adenosintriphosphate) [1,2,3]. Selain itu, penyerapan cahaya oleh saluran ion mengarah pada pelepasan Ca2+ dan aktivasi faktor transkripsi dan ekspresi gen [1]. Terapi PBM otak dapat meningkatkan kapasitas metabolisme neuron dan mampu merangsang respons anti-inflamasi, anti-apoptosis dan antioksidan serta neurogenesis dan sinaptogenesis [1]. Temuan menunjukkan bahwa PBM dapat meningkatkan, misalnya, fungsi otak frontal orang dewasa yang lebih tua dengan cara yang aman dan hemat biaya [4].
Artikel ini memperkenalkan peralatan LED baru (Gambar 1) untuk fotobiomodulasi otak termasuk hasil awal dari pengukuran spektroskopi inframerah dekat dan pencitraan termal.
1

Gambar 1. Pengukuran pertama dengan helm photobiomodulation LED (Light Emitting Diode) inovatif (prototipe dari Suyzeko (Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, Cina)) di Pusat Penelitian TCM di Universitas Medis Graz, Austria, Eropa dilakukan pada 25 Desember 2018 .


Percobaan dasar dan klinis pertama yang menjanjikan tentang fotobiomodulasi otak telah selesai; Namun, saat ini masih ada kurangnya perangkat yang berguna untuk prosedur terapeutik [1,2,3,4,5,6,7,8]. Suyzeko (Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, Cina) mengembangkan prototipe perangkat inovatif semacam itu. Di Pusat Penelitian TCM (Tradisional China Medicine) (Ketua: Gerhard Litscher) dari Universitas Kedokteran Graz, pengukuran tes pertama dilakukan dengan konstruksi ini (Gambar 1). Data awal pengukuran pilot ini disajikan di sini.

Peralatan saat ini didasarkan pada LED inframerah menggunakan panjang gelombang 810 nm. Panjang gelombang ini telah terbukti baru -baru ini (2018) menjadi salah satu yang terbaik untuk stimulasi laser/cahaya transkranial [9]. Hasilnya dikonfirmasi oleh pengukuran yang dilakukan oleh tim peneliti kami [5,6,7,8,10].

3


Untuk helm stimulasi baru, sama sekali 256 LED dengan panjang gelombang 810 nm digunakan (Gambar 2). Investigasi dilakukan dengan semua LED (n = 256) dalam mode aktif (60 MW; satu LED; 24 mW/cm2; ~ 15 W total helm). Durasi stimulasi adalah 15 menit. Gambar 2 juga menunjukkan transmisi cahaya untuk tengkorak manusia (sisi tengah dan kanan). Untuk perhitungan lebih lanjut untuk faktor transmisi, lihat publikasi sebelumnya [6,7,8,9,10,11].

Gambar 2. Helm dari Suyzeko (Shenzhen, Cina) untuk kemungkinan terapi fotobiomodulasi otak (3 Januari 2019).

Pengukuran perubahan saturasi oksigen serebral regional (RSO2) dilakukan dengan menggunakan Invos 5100C Oximeter (Somanetics Corp., Troy, MI, USA) instrumen. Spektroskopi inframerah dekat adalah metode noninvasif untuk mengukur rso2through tengkorak utuh yang telah diterapkan dengan sukses dalam penelitian medis dasar dan indikasi klinis selama bertahun -tahun [6]. Cahaya inframerah dekat (730 dan 805 nm) dipancarkan melalui kulit, dan setelah melewati berbagai jenis jaringan (kulit dan tulang), cahaya yang dikembalikan terdeteksi pada dua jarak dari sumber cahaya (3 dan 4 cm). Berdasarkan prinsip ini, penyerapan spektral darah dalam struktur yang lebih dalam (2-4 cm) dapat ditentukan dan didefinisikan sebagai RSO2 [5,12]. Sensor diterapkan di area frontal di sisi kanan dan kiri otak sukarelawan yang sehat (lihat Gambar 1). Untuk meminimalkan pengaruh cahaya eksternal, kepala di daerah ini ditutupi dengan pita elastis selama prosedur perekaman dan stimulasi. Setelah waktu istirahat 20 menit, stimulasi LED dinyalakan. Hasil dari tiga bagian (sebelum (20 menit), selama (15 menit), dan setelah stimulasi (20 menit)) ditunjukkan pada Gambar 3. Perhatikan peningkatan yang signifikan pada RSO2 (sisi kiri dan kanan) selama dan bahkan setelah transkranial Stimulasi LED. Perubahan suhu ditunjukkan pada Gambar 4.

4


Gambar 3. Hasil pengukuran pilot pertama dengan helm stimulasi LED dari Suyzeko (Shenzhen, Cina). Perhatikan peningkatan saturasi oksigen serebral regional selama dan setelah stimulasi di sisi kiri dan kanan.

9


Gambar 4. Hasil dari pencitraan termal pengukuran pilot pertama menggunakan helm stimulasi baru. Perhatikan peningkatan suhu pada helm (baris atas; A sebelum, b selama, dan c setelah stimulasi) pada dahi (baris tengah; D - F) dan pada dagu (baris bawah; G - I).

Terapi PBM dikembangkan lebih dari 50 tahun yang lalu; Namun, masih belum ada kesepakatan umum tentang parameter dan protokol untuk aplikasi klinisnya. Beberapa tim peneliti telah merekomendasikan penggunaan kepadatan daya kurang dari 100 mW/cm2 dan kepadatan energi 4 hingga 10 J/cm2 [11]. Kelompok lain merekomendasikan sebanyak 50 J/cm2 di permukaan jaringan [11]. Parameter seperti panjang gelombang, energi, fluence, daya, radiasi, mode pulsa, durasi perlakuan, dan laju pengulangan dapat diterapkan dalam kisaran yang luas. Hasil awal kami saat ini menunjukkan respons yang jelas dari serebral RSO2 dalam kaitannya dengan stimulasi LED. Namun, harus disebutkan bahwa suhu meningkat secara signifikan, dan efek ini harus diperhitungkan dalam penelitian lebih lanjut secara rinci. Ada juga fakta bahwa penelitian yang tidak efektif dalam sel dengan aktivitas mitokondria yang tinggi tampaknya lebih sering disebabkan oleh dosis berlebihan daripada di bawah dosis [11]. Oleh karena itu, studi klinis tentang dosis stimulasi optimal diperlukan.


PBM transkranial tampaknya menjanjikan untuk mengobati penyakit mental yang berbeda. Pitzschke et al. [13] Juga mengukur perambatan cahaya di berbagai area jaringan Parkinson's Disease (PD) yang relevan selama pencahayaan otak transkranial dan transsfenoid (pada 671 dan 808 nm) dari kepala mayat dan parameter optik model dari jaringan otak manusia menggunakan Monte- Simulasi Carlo. Studi ini menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk juga menerangi jaringan otak dalam secara transkranial dan transsphenoidally. Ini membuka pilihan terapi bagi penderita PD atau penyakit otak lainnya yang memerlukan terapi cahaya [13].


Ada beberapa investigasi tentang kemungkinan efek samping untuk PBM LED. Misalnya, Moro et al. Menjelajahi efek aplikasi jangka panjang, hingga 12 minggu, dari PBM (670 nm) pada monyet kera normal yang naif. Mereka tidak menemukan dasar histologis untuk setiap masalah hayati utama yang terkait dengan PBM yang disampaikan oleh pendekatan intrakranial [14]. Hennessy dan Hamblin juga menunjukkan keamanan yang sudah mapan dan kurangnya efek samping dari PBM transkranial [2].


Hasil awal sangat menjanjikan; Namun, pekerjaan penelitian lebih lanjut diperlukan agar dapat menggunakan, misalnya, jenis PBM baru ini sebagai metode terapeutik. Banyak peneliti percaya bahwa PBM dengan LED dan/atau laser untuk gangguan otak akan menjadi salah satu aplikasi medis paling penting dari terapi cahaya di tahun -tahun dan dekade mendatang [3].


Pendanaan
Penelitian ini tidak menerima dana eksternal.
Ucapan Terima Kasih
Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, Shenzhen, Cina untuk peralatan LED baru dan sensor NIRS. Dia juga ingin berterima kasih kepada Daniela Litscher, MSC PhD atas bantuannya yang berharga dengan perekaman data. Pekerjaan ilmiah di TCM Research Center Graz sebagian didukung oleh Kementerian Federal Sains, Penelitian dan Ekonomi Austria.
Konflik kepentingan

Penulis tidak menyatakan konflik kepentingan.


Referensi
Salehpour, F.; Mahmoudi, J.; Kamari, F.; Sadigh-Eteghad, S.; Rasta, SH; Hamblin, MR Brain Photobiomodulation Terapi: Tinjauan Naratif. Mol. Neurobiol. 2018, 55, 6601–6636. [Google Cendekia] [CrossRef] [PubMed]
Hennessy, M.; Hamblin, Mr Photobiomodulation dan The Brain: A New Paradigma. J. Opt. 2017, 19, 013003. [Google Cendekia] [CrossRef] [PubMed]
Hamblin, Mr Shining Light on the Head: Photobiomodulation untuk Gangguan Otak. BBA Clin. 2016, 6, 113–124. [Google Cendekia] [CrossRef] [PubMed]
Chan, sebagai; Lee, TL; Yeung, MK; Hamblin, MR Photobiomodulation meningkatkan fungsi kognitif frontal orang dewasa yang lebih tua. Int. J. Geriatr. Psikiatri 2018. [Google Cendekia] [CrossRef]
Litscher, G. Penelitian Stimulasi Laser Transkranial-Helm baru dan data pertama dari spektroskopi inframerah dekat. Obat -obatan 2018, 5, 97. [Google Cendekia] [CrossRef]
Litscher, G.; Litscher, D. Aspek ilmiah dari kedokteran laser inovatif. Dalam akupunktur laser dan kedokteran laser inovatif; Bahr, F., Litscher, G., Eds.; Bahr & Fuechtenbusch: Munich, Jerman, 2018; Bagian 3; hlm. 13–77. [Beasiswa Google]
Litscher, D.; Litscher, G. Terapi Laser dan Stroke: Kuantifikasi Persyaratan Metodologis dengan Pertimbangan Laser Kuning. Int. J. Photoenergy 2013, 2013, 575798. [Google Cendekia] [CrossRef]
Litscher, D.; Litscher, G. Terapi Laser dan Demensia: Analisis Basis Data dan Aspek Masa Depan pada Sistem Berbasis LED. Int. J. Photoenergy 2014, 2014, 268354. [Google Cendekia] [CrossRef]
Wang, P.; Li, T. Panjang gelombang manakah yang optimal untuk stimulasi laser tingkat rendah transkranial? J. Biophotonics 2018, E201800173. [Google Cendekia] [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. Laser kuning, merah, dan inframerah dan stimulasi LED: Perubahan parameter vaskular dalam model embrio ayam. Integr. Med. Int. 2015, 2, 80–89. [Google Cendekia] [CrossRef]
Zein, R.; Selting, W.; Hamblin, MR Review Parameter Cahaya dan Kemanjuran Photobiomodulation: Drive Into Complexity. J. Biomed. Memilih. 2018, 23, 120901. [Google Cendekia] [CrossRef] [PubMed]
Litscher, G.; Schwarz, G. Oksimetri serebral transkranial; Penerbit Sains Pabst: Lengerich, Jerman, 1997. [Google Cendekia]
Pitzschke, A.; Lovisa, B.; Seydoux, O.; Zellweger, M.; Pfleiderer, M.; Tardy, y.; Wagnières, G. Dosimetri Cahaya Merah dan NIR di otak dalam manusia. Phys. Med. Biol. 2015, 60, 2921–2937. [Google Cendekia] [CrossRef] [PubMed]
Moro, C.; Torres, N.; Arvanitakis, K.; Cullen, K.; Chabrol, C.; Agay, D.; Darlot, F.; Benabid, AL; Mitrofanis, J. Tidak ada bukti toksisitas setelah fotobiomodulasi jangka panjang pada primata non-manusia normal. Exp. Rest Res. 2017, 235, 3081–3092. [Google Cendekia] [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.

Kirim