新型电脉冲可以缓解疼痛

新型电脉冲可以缓解疼痛
资料来源:维也纳理工大学

刺激耳内的迷走神经有助于缓解慢性疼痛。维也纳理工大学和维也纳医科大学开发了新的、复杂的迷走神经电刺激方法。

在我们的身体中扮演着重要的角色。它由各种纤维组成,其中一些连接到内部器官,但迷走神经也可以在耳朵中找到。它对各种身体功能都非常重要,包括对疼痛的感知。因此,如何用特殊电极对迷走神经进行有效、温和的刺激一直是人们研究的重点。

通过维也纳工业大学(维也纳)和维也纳医科大学之间的合作,现在已经取得了重要的进展:对人耳中迷走神经分支与耳廓血管的显微解剖学进行了精确到微米级的研究。然后建立了一个三维计算机模型,用微小的针状电极来计算神经分支的最佳刺激。这些结果随后在患者身上进行了测试。通过这种方法,可以确定一种新的刺激模式,这种模式可以很好地刺激耳朵中的迷走神经。

微型电极直接安装在耳朵上

电气工程师Eugenijus Kaniusas教授(维也纳大学微波和电路工程研究所)的团队与维也纳医科大学合作,已经进行了几项研究,通过对耳内迷走神经进行电刺激来治疗慢性疼痛甚至周围循环障碍。在这个过程中,小电极被直接插入耳朵,然后由戴在脖子上的便携式设备控制,产生特定的电脉冲。

新型电脉冲可以缓解疼痛
左图:耳朵里典型的血管,有神经(蓝色)和电极(蓝色和绿色)。中心:耳朵表面的电流。右图:头部、耳朵和电极的3d模型。资料来源:维也纳理工大学

然而,一个主要的挑战是将电极安装在正确的位置。Eugenijus Kaniusas解释说:“重要的是,电极不能击中任何血管,而且必须与神经保持正确的距离。”“如果离得太远,神经根本没有受到刺激。如果距离太近,则信号太强,导致神经堵塞。随着时间的推移,神经会变得‘疲劳’,最终停止向大脑发送信号。”

到目前为止,医生在将电极植入耳朵时只能依靠经验。现在,人们第一次进行了一项微观解剖学研究,以详细研究耳朵中神经纤维和血管的空间排列。为此,Eugenijus Kaniusas团队的研究员Babak Dabiri Razlighi以高分辨率拍摄了组织样本的切片图像,然后在计算机上将其组合成三维模型。

维也纳医学大学的Wolfgang J. Weninger教授说:“通过照射耳朵可以清楚地看到患者的血管。”然而,神经是看不见的。我们对捐献人体的显微解剖测量现在可以准确地告诉我们神经与血管的关系,以及它们之间的平均距离以及耳朵某些重要部位的神经。这有助于我们找到放置刺激电极的正确位置。”

新型电脉冲可以缓解疼痛
资料来源:维也纳理工大学

三相信号,最佳刺激

计算机模型还可以用来计算应该使用哪些电信号。不仅信号的强度很重要,它的形状也很重要:“在我们的计算机模拟中,第一次从生物物理学的角度显示,三相信号模式应该是有帮助的,类似于电力工程中的已知信号,只是强度要低得多,”Kaniusas报告说。“三个不同的电极分别发出振荡电脉冲,但这些脉冲不同步,需要特定的时间延迟。”

这种类型的刺激在患有慢性疼痛的人身上进行了测试,实验表明三相刺激模式确实特别有效。

Eugenijus Kaniusas说:“迷走神经刺激是一种很有前途的技术,其效果已被我们的新发现所证实,目前正在进一步改进。”“迷走通常是一种挽救生命的选择,尤其是对患有他们已经用其他方法治疗过,对药物不再有反应。”


进一步探索

迷走神经刺激有望治疗克罗恩病

更多信息:Babak Dabiri等人。高分辨率主视成像可视化的真皮动脉和神经的耳铃贝壳,神经解剖学前沿(2020)。DOI: 10.3389 / fnana.2020.00022

E. Kaniusas等人。经皮耳迷走神经刺激模式的有效性:实验与数值数据,IEEE生物医学工程汇刊(2019)。DOI: 10.1109 / TBME.2019.2950777

Eugenijus Kaniusas等人。耳穴迷走神经刺激的研究进展——生理学视角神经科学前沿(2019)。DOI: 10.3389 / fnins.2019.00854

Eugenijus Kaniusas等人。目前的方向在耳迷走神经刺激II -一个工程的角度,神经科学前沿(2019)。DOI: 10.3389 / fnins.2019.00772

引用:新型电脉冲缓解疼痛(2020,5月26日)检索于2022年5月25日从//www.pyrotek-europe.com/news/2020-05-electric-impulses-relieve-pain.html
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