Tiksli lazerinė chirurgija sumažina židininių epilepsijos priepuolių plitimą

Tiksli lazerinė chirurgija sumažina židininių epilepsijos priepuolių plitimą

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Judrioje ligoninės laukiamajame jaunuolio raumenys pradėjo trauktis nuo stipraus, nepaliaujamo spazmo, kai jam į pagalbą atskubėjo greitai veikiantis studentas.

„Mes pribėgome padėti stabilizuoti paciento būklę. Mano nuostabai, jo mama mus ramiai nuramino, kad jo priepuolis buvo įprastas reiškinys dėl jo epilepsijos”, – sakė mokslų daktaras Sethas Liebermanas. '21, DVM '24, kuris tuo metu buvo bakalauro studentas.

Vėliau Liebermanas ištiks antrąjį priepuolį – ironiškai įtraukdamas profesorių, skaitantį paskaitą apie epilepsiją – ir daugybę priepuolių šunims, dirbdamas Kornelio universitetinėje gyvūnų ligoninėje kaip Veterinarinės medicinos koledžo magistrantas. Šios patirtys paskatino jį daugiau sužinoti apie ligą ir įžiebė aistrą padėti sergantiesiems.

Šiandien Liebermanas priklauso tarpdisciplininei Kornelio tyrimų grupei, kuri sukūrė naują chirurginę techniką, kuri blokuoja židininių epilepsijos priepuolių plitimą smegenyse, darydama tikslius pjūvius femtosekundiniais lazerio impulsais. Daug žadantis naujas požiūris, išsamiai aprašytas žurnale Pažangus mokslasturi keletą esamų gydymo protokolų pranašumų.

Ribotos gydymo galimybės

Epilepsija, kuriai būdingi lėtiniai priepuoliai dėl nekontroliuojamos sužadinimo smegenų veiklos, per visą gyvenimą paveikia maždaug vieną iš 26 žmonių, be to, tai yra labiausiai paplitęs šunų neurologinis sutrikimas.

Židininė epilepsija, ligos poklasis, apima priepuolius, atsirandančius iš lokalizuoto smegenų regiono, prieš išplitant į aplinkinius audinius. Nors vaistais daugeliu atvejų galima valdyti epilepsiją, apie 45% židinine epilepsija sergančių pacientų yra atsparūs arba ilgainiui tampa atsparūs. Tokiems asmenims gydymas dažnai apima chirurginį epilepsijos smegenų dalies pašalinimą.

„Problema kyla dėl to, kad pašalinate didelę smegenų sritį; kartais ta dalis yra funkcionali”, – sakė daktaras Theodore'as Schwartzas, Weill Cornell Medicine minimaliai invazinės neurochirurgijos profesorius, tyrimo bendraautoris.

Pastaraisiais metais pasirodžiusi alternatyva, lazerinė intersticinė terminė terapija, naudoja lazerį, kad įkaitintų tikslinę smegenų sritį, veiksmingai naikindamas priepuolių šaltinį, bet taip pat sunaikindamas bet kokią normalią funkciją, susijusią su ta sritimi.

„Tai tikrai naudinga tik tuo atveju, jei turite gilią smegenų sritį, kurios dydis neviršija 2 ar 3 centimetrų“, – sakė Schwartzas.

Pašalinus ar sudeginus epilepsijos smegenų sritį, be daugelio kitų neurologinių sutrikimų kyla aklumo, nervų praradimo, lėtinio skausmo, insulto ir atminties praradimo rizika, todėl Schwartzas pradėjo tyrinėti naują sprendimą – tokį, kurį įkvėpė nenaudingas chirurginis metodas, sukurtas daugiau nei prieš 50 metų.

Tiksli lazerinė chirurgija sumažina židininių epilepsijos priepuolių plitimą

„Barbariškos“ procedūros modernizavimas

Dvidešimtojo amžiaus epilepsijos supratimo pažanga atskleidė, kad židininiai priepuoliai paprastai prasideda vienoje smegenų pilkosios medžiagos dalyje ir plinta į gretimus smegenų regionus tam tikruose sluoksniuose, statmenai normaliai smegenų funkcijai svarbioms jungtims.

Šios žinios paskatino sukurti daugybę subpialinių transekcijų – chirurginį metodą, pirmą kartą paskelbtą 1973 m., kurio tikslas – užkirsti kelią priepuolių plitimui darant nedidelius pjūvius žievėje, veiksmingai nutraukiant priepuolio kelią per smegenis. Tačiau šis metodas buvo ribotas klinikiniu būdu.

„Tai buvo labai barbariška operacija, kai iš esmės paimi sulenktą vielą ir perbrauki ją per smegenis“, – sakė Schwartzas. „Tai sukėlė daug traumų smegenims ir tai buvo nekontroliuojama, akla operacija.

Tačiau operacijos koncepcija – sustabdyti priepuolio plitimą ir palikti kuo didesnę smegenų dalį nepažeista – turėjo savo privalumų. Schwartzo idėja buvo modernizuoti procedūrą, pakeičiant laidą tikslesniu ir valdomu įrankiu.

Preliminariai ištyręs idėją kaip neurochirurgijos rezidentas, Schwartzas kreipėsi į Chrisą Schafferį, biomedicinos inžinerijos profesorių ir tyrimo bendraautorius, kuris savo laboratorijoje kuria itin tikslius lazerinius skalpelius ir vaizdo gavimo metodus. Jiedu susitiko Kornelio konferencijoje ir pradėjo diskutuoti, kaip galėtų dirbti kartu.

„Turėjome idėją, kad jei galėtume sukurti tinkamą skalpelį, galėtume atgaivinti šią aštuntojo dešimtmečio idėją ir galbūt sukurti ją taip, kad ją būtų galima panaudoti visoje neurochirurgų bendruomenėje“, – sakė Schafferis. „Būtent tai paskatino mus pabandyti naudoti šį femtosekundinį lazerinį skalpelį.

Lazerinio skalpelio projektavimas ir testavimas

Schafferio laboratorija naudoja griežtai sufokusuotus, femtosekundės trukmės infraraudonųjų spindulių lazerio impulsus, kad padarytų pjūvius biologinio mėginio viduje, nepažeidžiant viršutinio audinio. Femtosekundė yra viena kvadrilijonoji sekundės dalis. Šis metodas yra labai svarbus norint nukreipti tinkamą žievės sluoksnį, kad būtų sustabdyti traukuliai, išsaugant kraujagysles smegenų paviršiuje.

Sistema buvo optimizuota taip, kad būtų padarytos maždaug 55 mikronų storio pjūviai, kuriuos būtų galima įterpti į smegenis iki 1 milimetro – tokio gylio, kurio reikia norint gydyti ne žmones.

Tiksli lazerinė chirurgija sumažina židininių epilepsijos priepuolių plitimą

Kai atėjo laikas išbandyti lazerį, Schafferis įdarbino vieną iš tuo metu savo doktorantų Liebermaną, kuris atsitiktinai susitiko su Schwartzu, kai chirurgas kalbėjo Liebermano vidurinėje mokykloje Konektikute prieš kelerius metus.

„Daktaras Schwartzas įkvėpė mano pradinį susidomėjimą neuromokslais ir neurochirurgija per tą vidurinės mokyklos paskaitą”, – sakė Liebermanas. „Kai sužinojau, kad jis yra neurochirurgo bendradarbis šiame projekte, viso rato akimirka sustiprino mano įsipareigojimą.

Lazerinis skalpelis buvo naudojamas epilepsija sergančių pelių operacijoms atlikti, kurios vėliau buvo stebimos 3–12 mėnesių. Pasak Liebermano, rezultatai buvo „neįtikėtinai daug žadantys“. Procedūra daugeliui asmenų sumažino traukulių dažnį 87%. Dėl keleto priepuolių, kurie vis dar pasireiškė, 95% jų buvo užblokuoti, kad jie neplistų į likusias smegenų dalis.

Kalbant apie procedūros riziką, operacija sukėlė nedidelį, trumpalaikį žievės kraujotakos sumažėjimą. Tačiau, naudojant smegenų sritį, kontroliuojančią judesį, lazerio pjūviai nesukėlė reikšmingų tiriamųjų motorinių užduočių atlikimo trūkumo, o tai rodo, kad procedūra neturėjo didelės įtakos smegenų struktūrai ar funkcijai.

„Rezultatai buvo geresni, nei tikėjomės“, – sakė Schwartzas. „Jei kas nors būtų suinteresuotas sukurti epilepsijos gydymą taikant šiuos principus, manau, kad mes parodėme, kad tai būtų labai veiksmingas metodas.”

Atkreipkite dėmesį į ARBA

Likęs klausimas, kaip paversti požiūrį į operacinę, kur lazeris turės pasiekti daug didesnes ir sudėtingesnes smegenis, tokias kaip šunų ir žmonių. Tyrėjai tikisi atnaujinti lazerinį skalpelį, kuris padidintų šviesos prasiskverbimą į didesnį gylį, prasiskverbtų per smegenų raukšles nepažeidžiant aplinkinių audinių ir tiksliau būtų nustatytas priepuolio židinys.

„Tam reikėtų grįžtamojo ryšio mechanizmo, kuris galėtų pažvelgti į smegenis, pamatyti, kur yra paviršinės kraujagyslės, ir atlikti pjūvius robotu, nepažeidžiant jų“, – sakė Schwartzas. „Tai būtų nelengva padaryti, bet visa tai yra techninės inžinerijos problemos, kurias galima įveikti.”

Liebermanas numato, kad veterinarinė medicina būtų pritaikyta nedelsiant, ir teigė, kad šunų priepuolių dažnio sumažinimas net 50% būtų laikomas sėkmingu rezultatu. Galiausiai jo tikslas yra gydyti šunis ir žmones.

„Jaudulys, kurį jaučiau, kai pirmą kartą pamačiau priepuolį, lokalizuotą tik mūsų tyrimo fokusavimo srityje, buvo neapsakomas“, – sakė Liebermanas. „Tai suteikė man vilties, kad galime sumažinti su traukuliais susijusią baimę ir nerimą. Tai pakeistų pacientų – tiek žmonių, tiek gyvūnų – ir jų šeimų gyvenimą.”