分光プローブ、パーキンソン病の脳深部刺激強化

April, 14, 2023, Vancouver--脳深部電気刺激法(DBS)は､進んだパーキンソン病の患者ではますます一般的な治療になってきたが、その治療は、まだ大きなリスクをともなう。2タイプの分光法を行う新しいプローブは、医者が脳内で器具をより正確にナビゲートするのを助けることで、その処置を安全にし、成功率を高める。研究チームは、主成分分析(PCA)を利用して白色およびグレーの物質を特定し、分光計測がニューロナビーションに適していることを証明した。

DBSでは､外科医は脳内に電極を設置し、進んだパーキンソン病に関わる衰弱させる震えや硬直の原因となる誤った信号を破壊する。それは、もはや利用できる薬がない患者には極めて効果的な治療であるが、電極を間違った場所に設置すると、効果は低減し、精神障害に至る。

ケベックのCERVO Brain Research Center (Université Laval)のMireille Quémenerは、Opticaの Biophotonics Congressで新たな研究の詳細を発表する。

「DBS電極挿入の神経外科ガイダンス改善は、手術プロセスを合理化し、手術時間を短縮し、全体的な療養コストを下げ、神経心理学的な悪影響を阻止する」とQuémenerは、説明している。

リアルタイムナビゲーションサポート
DBSは､2部手順であり、一つは脳の特定部分に電極を設置する、第2の手術で､電極に電流を供給するバッテリパックをインプラントする。最初の処置で医者は、一般に術前MRIスキャンを行い、電極を挿入する場所を計画する。しかし、これが不正確な場所になることかよくある。頭蓋にドリルでアクセスホールを開けるプロセスで脳が最大2㎜シフトする可能性があるためである。

新しい研究では、チームは、挿入プロセス中、脳組織で、コヒレント反ストークスラマン散乱(CARS)と拡散反射分光法(DRS)で強化された脳深部電気刺激法(DBR)電極を設置する。そのプローブは、DBS電極内に適合し、CARSとDRS照射のための2本のファイバ、信号を収集する第3のファイバを含む。電極が標的位置に達すると、電極が所定の位置にある間、光プローブが動作する。

正確さの確認
その新しいプローブをテストするために神経外科医は、それを使って､人の死体の脳の6カ所に電極をインプラントした。脳の2つの半球の各々で全長50㎜に沿ってCARSとDRS計測を収集した。処置後、研究者は脳を取り出し、プローブを通過させ、白色とグレーの物質を視覚的に特定した。

CARSとDRS計測からの読出しと脳構造の視覚的記録とを比較し、研究チームは、CARSとDRS法が､非常に正確に脳組織を特定していることを確認した。これらの経過は､分光法が、神経外科医が脳をナビゲートするのを助ける有用なツールであることを確認であった。

研究チームは、そのアプローチが、さらに詳細な分光学的情報を収集するために利用できるかどうかを調べる計画である。例えば、脳活動の化学的シグネチャを供給する神経伝達物質の計測である。

「われわれのチームは、DBS手術を受ける患者のために、それが臨床試験で使えるように光学プローブ適用に取り組んでいる。光学的方法は、手術ガイダンスには大きな潜在性を持っているとわれわれは考えており、われわれの技術が様々な脳治療で外科医を支援するために臨床に登場することを期待している」とQuémenerは、話している。