I ricercatori della Virginia Tech presso il Fralin Biomedical Research Institute del VTC riferiscono che l’applicazione di ultrasuoni focalizzati a bassa intensità in un’area profonda del cervello può indicare nuovi modi per aiutare le persone a far fronte al dolore cronico.
Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Neuroscience.
Ultrasuoni per trattare il dolore cronico
Gli scienziati hanno dimostrato l’efficacia dell’uso degli ultrasuoni focalizzati a bassa intensità per modulare l’attività in una regione critica del cervello che elabora e regola i segnali del dolore .
I ricercatori, tra cui il primo autore Andrew Strohman, uno studente MD+Ph.D della Virginia Tech presso il Fralin Biomedical Research Institute, hanno scoperto che l’applicazione di ultrasuoni a bassa intensità a una struttura nota come corteccia cingolata anteriore dorsale riduce il dolore e diminuisce le risposte corporee al dolore. e una diminuzione dell’attività cerebrale correlata al dolore senza la necessità di procedure invasive, hanno affermato i ricercatori.
“Questo studio indica un modo non invasivo ed efficace per modulare una regione critica del cervello coinvolta nell’elaborazione del dolore, eliminando molti dei rischi associati agli interventi chirurgici”, ha affermato Wynn Legon, assistente professore presso il Fralin Biomedical Research Institute e senior autore dello studio. “Fornisce un potenziale nuovo mezzo per modulare l’attività cerebrale in risposta al dolore che potrebbe servire a comprendere meglio i meccanismi del dolore cronico e fornire una nuova, innovativa opzione terapeutica che potrebbe cambiare il modo in cui affrontiamo e trattiamo il dolore in futuro.”
In uno studio con 16 volontari sani, i ricercatori hanno concentrato l’energia degli ultrasuoni sulla corteccia cingolata anteriore dorsale per vedere se poteva cambiare il modo in cui le persone avvertono il dolore. Per verificare se cambiava la percezione del dolore di qualcuno, hanno applicato un breve calore alla pelle e hanno misurato la percezione del dolore, la variabilità della frequenza cardiaca , le risposte della pelle e i segnali elettrici del cervello.
I dati sono stati raccolti in tre sessioni in tre giorni separati insieme a una visita di imaging consistente in una tomografia anatomica computerizzata (CT) e una risonanza magnetica strutturale (MRI) per individuare in modo accurato e affidabile quest’area difficile da raggiungere in ciascun individuo.
I risultati hanno mostrato che gli ultrasuoni facevano sentire meno dolore alle persone e alteravano anche il modo in cui il cervello e il cuore comunicano. Nel complesso, il cuore non ha risposto in modo così forte al dolore e alcuni segnali cerebrali sono cambiati.
“I pazienti con dolore cronico spesso sperimentano problemi cardiovascolari, che possono essere alla radice del loro dolore cronico o svolgere un ruolo nel contribuire ad esso”, ha detto Legon, che è anche professore assistente della School of Neuroscience del College of Science e presso il Dipartimento di Neurochirurgia della Scuola di Medicina VTC. “Comprendere questa intricata relazione è fondamentale, perché migliora la nostra comprensione dei meccanismi del dolore e suggerisce l’importanza di affrontare sia la percezione del dolore che la salute cardiovascolare”.
I risultati suggeriscono che l’uso degli ultrasuoni applicati a questa specifica regione del cervello può aiutare a ridurre il dolore e cambiare il modo in cui il corpo reagisce al dolore.
Più recentemente, in uno studio pubblicato sulla rivista PAIN il 5 febbraio, i ricercatori hanno scoperto che le onde sonore degli ultrasuoni focalizzati a bassa intensità mirati a una regione del cervello chiamata insula possono anche ridurre la percezione del dolore e altri effetti.
“Questo studio fornisce alcune delle prime prove che possiamo modificare tre principali aree di attività, ovvero la percezione del dolore, l’attività cerebrale e l’attività cardiaca”, ha affermato Strohman. “I prossimi passi consistono nell’esaminare come questi parametri si relazionano tra loro ed esplorare come questi risultati possano essere applicati per migliorare la vita dei pazienti che soffrono di dolore cronico”.
“Sebbene negli ultimi anni siano stati compiuti enormi progressi nell’uso degli ultrasuoni focalizzati ad alta intensità per creare piccole lesioni nel cervello dei pazienti per trattare disturbi come il tremore essenziale e per l’ablazione di tumori, siamo solo all’inizio dell’esplorazione dell’uso di ultrasuoni focalizzati a bassa intensità per modulare leggermente l’attività cerebrale e influenzare la percezione e il comportamento”, ha affermato Michael Friedlander, direttore esecutivo del Fralin Biomedical Research Institute, che non è stato coinvolto nello studio.
“Il nuovo lavoro di Strohman e Legon e del loro team pionieristico rappresenta alcuni dei nuovi progressi più entusiasmanti di questo approccio”, ha aggiunto Friedlander, che è anche vicepresidente della Virginia Tech per le scienze e la tecnologia della salute.
“Il fatto che si stia affrontando una delle malattie più debilitanti, il dolore cronico , rappresenta un passo importante in questo importante campo emergente della ricerca biomedica e offre speranza per trattamenti migliori che possano evitare gli effetti indesiderati di molti farmaci usati per trattare il dolore,” Friedländer ha detto.
L’assistente di ricerca Brighton Payne, lo studente di medicina Alexander In e il MD+Ph.D. Allo studio ha contribuito la studentessa Katelyn Stebbins del laboratorio Legon del Fralin Biomedical Research Institute.
Se senti dolore, prendi un paio di ibuprofene o paracetamolo. Se il dolore è grave o cronico, potrebbe esserti prescritto qualcosa di più forte, un antidolorifico oppioide che può creare dipendenza in alcune circostanze.Ma cosa succederebbe se potessi alleviare il dolore manipolando in modo non invasivo un punto all’interno del tuo cervello in cui viene registrato il dolore?
Un nuovo studio di Wynn Legon, assistente professore presso il Fralin Biomedical Research Institute del VTC, e il suo team sottolinea questa possibilità. Lo studio, pubblicato sulla rivista Pain , ha scoperto che le onde sonore degli ultrasuoni focalizzati a bassa intensità mirati a un punto profondo del cervello chiamato insula possono ridurre sia la percezione del dolore che altri effetti del dolore, come i cambiamenti della frequenza cardiaca.
“Questo è uno studio di prova di principio”, ha detto Legon. “Possiamo portare l’energia degli ultrasuoni focalizzati in quella parte del cervello e fa qualcosa? Cambia la reazione del corpo a uno stimolo doloroso per ridurre la percezione del dolore?”
Gli ultrasuoni focalizzati utilizzano la stessa tecnologia utilizzata per visualizzare un bambino nel grembo materno, ma inviano una banda stretta di onde sonore in un punto minuscolo. Ad alta intensità , gli ultrasuoni possono ablare i tessuti. A bassa intensità, può causare effetti biologici più delicati e transitori, come l’alterazione dell’attività elettrica delle cellule nervose
I neuroscienziati hanno studiato a lungo come le tecniche non chirurgiche, come la stimolazione magnetica transcranica , potrebbero essere utilizzate per trattare la depressione e altri problemi. Lo studio di Legon, tuttavia, è il primo a prendere di mira l’insula e a dimostrare che gli ultrasuoni focalizzati possono raggiungere in profondità il cervello per alleviare il dolore.
Lo studio ha coinvolto 23 partecipanti umani sani. Il calore veniva applicato sul dorso delle mani per indurre dolore. Allo stesso tempo, indossavano un dispositivo che inviava onde ultrasoniche focalizzate in un punto del cervello guidate dalla risonanza magnetica (MRI).
I partecipanti hanno valutato la loro percezione del dolore in ciascuna applicazione su una scala da 0 a 9. I ricercatori hanno anche monitorato la frequenza cardiaca di ciascun partecipante e la variabilità della frequenza cardiaca (l’irregolarità del tempo tra i battiti cardiaci) come mezzo per discernere come gli ultrasuoni al cervello influenzano anche il cervello. reazione del corpo ad uno stimolo doloroso.
I partecipanti hanno riportato una riduzione media del dolore di tre quarti di punto.
“Potrebbe sembrare una piccola cifra, ma una volta raggiunto il punto massimo, diventa clinicamente significativa”, ha detto Legon, anche lui assistente professore presso la School of Neuroscience del Virginia Tech’s College of Science. “Potrebbe fare una differenza significativa nella qualità della vita o essere in grado di gestire il dolore cronico con farmaci da banco invece che con oppioidi da prescrizione.”
Lo studio ha anche scoperto che l’applicazione degli ultrasuoni riduce le risposte fisiche allo stress del dolore: frequenza cardiaca e variabilità della frequenza cardiaca , che sono associati a una migliore salute generale.
“Il tuo cuore non è un metronomo. Il tempo tra i battiti del tuo cuore è irregolare, e questa è una buona cosa”, ha detto Legon. “Aumentare la capacità del corpo di affrontare e rispondere al dolore può essere un mezzo importante per ridurre il carico della malattia”.
L’effetto degli ultrasuoni focalizzati su questi fattori suggerisce una direzione futura per la ricerca del laboratorio Legon: esplorare l’asse cuore-cervello o il modo in cui cuore e cervello si influenzano a vicenda e se il dolore può essere mitigato riducendo gli effetti dello stress cardiovascolare.
Non è raro che i pazienti avvertano dolore e ipersensibilità alle mani dopo aver subito un intervento chirurgico al tunnel carpale. La dottoressa Janelle Van Otterloo, fisioterapista della Mayo Clinic, dice che si chiama dolore al pilastro.
“Si tratta di un dolore profondo sotto l’incisione e talvolta sui lati”, afferma il dottor Van Otterloo.
I nervi sono alcuni dei guaritori più lenti del corpo. Dopo un intervento chirurgico al tunnel carpale per rilasciare la pressione su un nervo, quel nervo può irritarsi e causare ipersensibilità, arrossamento e infiammazione, afferma il dottor Van Otterloo.
Sebbene il dolore postoperatorio non influenzi l’esito dell’intervento chirurgico al tunnel carpale, può durare fino a nove mesi. Tuttavia, la terapia ad ultrasuoni può accelerare il processo di recupero.
“C’è un piccolo cristallo all’interno della testa del trasduttore della macchina ad ultrasuoni che pulsa oltre 20.000 impulsi al secondo”, afferma il dottor Van Otterloo. “L’ alta frequenza può aiutare a rompere il tessuto cicatrizzato che si è formato dopo l’ intervento chirurgico al tunnel carpale . L’altra cosa che fa è che può aiutare ad aumentare la circolazione riscaldandosi. Quelle onde sonore si convertiranno in onde di calore. E in qualsiasi momento un’area del corpo viene riscaldato, porterà una circolazione extra, che fornisce più ossigeno e sostanze nutritive all’area.”
I nervi in genere migliorano dopo l’intervento chirurgico ad una velocità di circa un pollice al mese. Quando la sensazione ritorna, avviene gradualmente. Il dottor Van Otterloo afferma che la maggior parte dei pazienti nota benefici dopo tre o quattro sessioni di terapia a ultrasuoni. In generale, il recupero completo dopo la sindrome del tunnel carpale può richiedere fino a un anno.
Gli ultrasuoni possono confermare con precisione la diagnosi di sindrome del tunnel carpale, secondo uno studio pubblicato sul The Journal of Bone & Joint Surgery.
John R. Fowler, MD, dell’Università di Pittsburgh, e colleghi hanno confrontato la sensibilità e la specificità dei test ecografici ed elettrodiagnostici per la diagnosi della sindrome del tunnel carpale in una serie di 85 pazienti. Tutti i pazienti sono stati valutati con lo strumento diagnostico clinico della sindrome del tunnel carpale 6 (CTS-6), utilizzato come standard di riferimento.
I ricercatori hanno scoperto che gli ultrasuoni avevano una sensibilità dell’89% e una specificità del 90%, mentre i test elettrodiagnostici avevano una sensibilità dell’89% e una specificità dell’80%. I valori predittivi positivi erano rispettivamente del 94 e 89% per i test ecografici ed elettrodiagnostici, mentre i valori predittivi negativi erano rispettivamente dell’82 e 80%. L’ecografia era accurata nell’89% dei casi e i test elettrodiagnostici erano accurati nell’86% dei casi.
“Mentre gli ultrasuoni non sostituiranno i test elettrodiagnostici in casi complicati o poco chiari, in un gruppo selezionato di pazienti con CTS-6 positiva, gli ultrasuoni possono essere utilizzati per confermare la diagnosi di sindrome del tunnel carpale con migliore specificità e uguale sensibilità rispetto a quelli di test elettrodiagnostici”, scrivono gli autori.
Rispetto alla diagnosi clinica di sinovite, la sinovite rilevata mediante ultrasuoni fornisce una migliore sensibilità o specificità se utilizzata con i criteri dell’American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism (ACR/EULAR) per identificare i pazienti con una malattia che richiede metotrexato (MTX ) trattamento, secondo una ricerca pubblicata su Arthritis & Rheumatism.
Daiki Nakagomi, MD, dell’Ospedale universitario di Chiba in Giappone, e colleghi hanno analizzato i dati di 193 pazienti con sintomi muscoloscheletrici per almeno tre anni per determinare se l’accuratezza dell’ACR/EULAR 2010 nella classificazione dell’artrite reumatoide può essere migliorata utilizzando diverse definizioni di artrite reumatoide. sinovite rilevata mediante ecografia.
Secondo i ricercatori, per la sinovite clinica
(dolorabilità o gonfiore), la sensibilità e la specificità dei criteri ACR/EULAR 2010 che utilizzano diverse definizioni di sinovite per identificare i pazienti che hanno sviluppato una malattia che richiede MTX erano rispettivamente del 58,5 e 79,4%. La sensibilità e la specificità per la sinovite rilevata dagli ultrasuoni con un punteggio di imaging in scala di grigi (GS) ≥ 1 erano rispettivamente del 78,0 e del 79,4%; la sensibilità e la specificità per la sinovite ecografica GS ≥2 o per un punteggio del segnale power Doppler sinoviale ≥1 erano rispettivamente del 56,1 e del 93,7%.
“Abbiamo dimostrato che i criteri basati sui risultati degli ultrasuoni possono classificare in modo più accurato i pazienti che successivamente richiedono un trattamento con MTX rispetto ai criteri non basati sui risultati degli ultrasuoni”, scrivono gli autori.
