Точна лазерна хірургія скорочує поширення вогнищевого епілептичного нападу

У зайнятій лікарняній залі очікування м'язи молодої людини почали скорочуватися в різкому, непохитному спазмі, коли швидкодійний студент кинувся йому на допомогу.

 "Ми підбігли, щоб допомогти стабілізувати пацієнта. На мій подив, його мати спокійно запевнила нас, що його напад був звичайним явищем через його епілепсію", – сказав Сет Ліберман, доктор філософії, який на той час був студентом бакалаврату. Пізніше Ліберман став свідком другого нападу, за іронією долі професора, який читав лекцію про епілепсію, і багатьох нападів собак під час роботи в лікарні для тварин Корнельського університету як аспіранта Коледжу ветеринарної медицини. Цей досвід змусив його дізнатися більше про хворобу і запалити пристрасть, щоб допомогти тим, хто страждає від неї.

Сьогодні Ліберман є частиною міждисциплінарної дослідницької групи Корнелла, яка розробила нову хірургічну техніку, яка блокує поширення вогнищевих епілептичних нападів у мозку, роблячи точні розрізи за допомогою фемтосекундних лазерних імпульсів. Перспективний новий підхід, детально описаний в журналі Advanced Science, пропонує кілька переваг для чинних протоколів лікування.

Neurology Thursday повернулись! Перегляньте записи заходів, що завершились та не забудьте зареєструватись на ті, що ще будуть!

Обмежені варіанти лікування

Епілепсія, що характеризується хронічними судомами через неконтрольовану збудливу мозкову активність, вражає приблизно одну з 26 людей протягом життя, а також є найпоширенішим неврологічним розладом у собак. Фокальна епілепсія, підклас захворювання, включає судоми, що походять з локалізованої області мозку, перш ніж поширитися на навколишні тканини. Хоча ліки можуть лікувати епілепсію в багатьох випадках, близько 45% пацієнтів з осередковою епілепсією стійкі або стають стійкими з часом до цього лікування. Для цих людей лікування часто включає хірургічне видалення епілептичної частини мозку. "Проблема полягає в тому, коли ви видаляєте велику область мозку; іноді ця частина є функціональною", – сказав доктор. Теодор Шварц, професор малоінвазивної нейрохірургії Девіда та Урселя Барнса в Weill Cornell Medicine, який є співавтором дослідження. Альтернатива, яка з'явилася в останні роки, лазерна інтерстиціальна теплова терапія, використовує лазер для нагрівання цільової області мозку, ефективно вбиваючи джерело судом, а також вбиваючи будь-яку нормальну функцію, пов'язану з цією областю. "Це дійсно корисно лише в тому випадку, якщо у вас є глибока область мозку, яка не перевищує розміру близько 2 або 3 сантиметрів", – сказав Шварц. Видалення або спалювання епілептичної області мозку пов'язано з ризиками сліпоти, втрати нервів, хронічного болю, інсульту та втрати пам'яті, серед багатьох інших неврологічних дефіцитів, тому Шварц почав проводити дослідження нового рішення, яке було натхненне хірургічним методом, встановленим понад 50 років тому. Точна лазерна хірургія скорочує поширення вогнищевого епілептичного нападу.

Прогрес двадцятого століття в розумінні епілепсії показав, що вогнищеві напади, як правило, ініціюють в одній частині сірої речовини мозку і поширюються на сусідні ділянки мозку в конкретних шарах, перпендикулярних до зв'язків, важливих для нормальної роботи мозку. Ці знання призвели до розробки множинних субпіальних трансекцій, хірургічного методу, вперше опублікованого в 1973 році, який спрямований на запобігання поширенню нападів шляхом виготовлення невеликих розрізів у корі, ефективно відрізуючи шлях нападу через мозок. Однак методика побачила обмежене клінічне впровадження. "Це була дуже варварська операція, коли ви в основному берете зігнутий дріт і шкребете ним через мозок", – сказав Шварц. "Це спричинило багато травм мозку, і це була неконтрольована, сліпа операція". Але концепція операції – відрізання поширення нападу, залишаючи якомога більше мозку недоторканою — мала свої переваги. Ідея Шварца полягала в тому, щоб модернізувати процедуру, замінивши дріт більш точним і керованим інструментом. Після дослідження ідеї попередньої як резидент нейрохірургії Шварц потім звернувся до Кріса Шаффера, професора біомедичної інженерії та співавтора дослідження, який розробляє надточні лазерні скальпелі та методи візуалізації у своїй лабораторії. Вони зустрілися на конференції в Корнеллі та почали обговорювати, як вони могли б працювати разом. "У нас була ідея, що якщо ми зможемо побудувати правильний скальпель, ми могли б оживити цю ідею з 1970-х років і, можливо, побудувати її таким чином, щоб вона могла б перекластися на нейрохірургічну спільноту", – сказав Шаффер. "Це те, що запустило нас у спробі використовувати цей фемтосекундний лазерний скальпель".

Інженерія та тестування лазерного скальпеля

Лабораторія Шаффера використовує щільно сфокусовані, фемтосекундні, інфрачервоні лазерні імпульси для отримання розрізів всередині біологічного зразка, не впливаючи на надлегу тканину. Фемтосекунда — це одна квадрильйонна частина секунди. Ця методика має вирішальне значення для націлювання на правий корковий шар, щоб зупинити судоми, зберігаючи при цьому кровоносні судини на поверхні мозку. Система була оптимізована для отримання порізів товщиною близько 55 мікронів, які можна було помістити до 1 міліметра в мозок, глибина, необхідна для лікування нелюдських суб'єктів для дослідження. Коли прийшов час протестувати лазер, Шаффер найняв одного зі своїх докторантів того часу, Лібермана, який випадково зустрів Шварца, коли хірург говорив у середній школі Лібермана в Коннектикуті кілька років тому. "Доктор Шварц надихнув на мій початковий інтерес до нейронауки та нейрохірургії під час тієї шкільної лекції", – сказав Ліберман. Лазерний скальпель використовувався для проведення операцій на мишах з епілепсією, які потім контролювалися протягом 3-12 місяців. За словами Лібермана, результати були "неймовірно багатообіцяльними". Процедура зменшила частоту нападів у більшості суб'єктів на 87%. Для тих небагатьох нападів, які все ще відбувалися, 95% з них були заблоковані від поширення на решту мозку. Що стосується ризиків процедури, операція спричинила скромне, тимчасове зниження кортикального кровотоку. Однак, при застосуванні до області мозку, що контролює рух, лазерні розрізи не призвели до значного дефіциту виконання рухових завдань суб'єктів, що вказує на те, що процедура не помітно вплинула на структуру або функцію мозку. "Результати були кращими, ніж ми сподівалися", – сказав Шварц. "Якби хтось був зацікавлений у створенні лікування епілепсії з використанням цих принципів, я думаю, що ми показали, що це був би дуже ефективний метод".

 Одне питання, що залишилося, полягає в тому, як перевести підхід в операційну, де лазеру доведеться охопити набагато більший та складніший мозок, такі як мозок собак і людей. Дослідники сподіваються продовжити оновлення лазерного скальпеля, яке збільшить проникнення світла на більші глибини, перетне складки в мозку, не пошкоджуючи навколишні тканини, і краще визначить фокус нападу. "Йому потрібен механізм зворотного зв'язку, який міг би дивитися на мозок, бачити, де знаходяться поверхневі кровоносні судини, і робити його порізи обережно, не пошкоджуючи їх", – сказав Шварц. "Це було б непросто зробити, але все це технічні інженерні проблеми, які потенційно можна подолати". Ліберман передбачає найбільш негайну заявку на ветеринарну медицину, і сказав, що зниження частоти нападів у собак навіть на 50% буде вважатися успішним результатом. Зрештою, забезпечення лікування собак та людей є його метою. "Хвилювання, яке я відчув, коли вперше побачив напад, локалізований лише в фокусній зоні нашого дослідження, було невимовним", – сказав Ліберман. "Це дало мені надію, що ми зможемо полегшити страх і тривогу, пов'язані з нападами. Це змінило б життя пацієнтів — як людей, так і тварин — та їх сімей".

ДЖЕРЕЛО:https://medicalxpress.com/

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.