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慢性疼痛可以通過用電極刺激耳朵的迷走神經來減輕。在微解剖學研究中,現在已經在微米尺度上分析了人耳。創建了一個計算機模型,使科學家能夠找到用於電刺激的最佳斑點和最佳脈衝形狀。現在已經在患者身上成功測試了結果。

迷走神經在我們的身體中扮演重要的作用。它由各種纖維組成,其中一些連接到內部器官,但是迷走神經也可以在耳朵中找到。這對於各種身體功能(包括疼痛感)非常重要。因此,許多研究一直集中在如何用特殊的電極有效而溫和地刺激迷走神經。

通過維也納維也納(維也納)和MedUni維也納之間的合作,現在已邁出了重要的一步:已經在千分尺上精確地研究了與耳廓血管相關的人耳迷走神經分支的顯微解剖規模。然後創建3D計算機模型,以使用微小的針狀電極來計算對神經分支的最佳刺激。然後對患者測試這些結果。這樣,可以確定一種新穎的刺激方式,它可以很好地刺激耳朵的迷走神經。

小電極直接放在耳朵上

電氣工程師Eugenijus Kaniusas教授(維也納工業大學微波與電路工程研究所)的團隊與維也納醫科大學合作,已經進行了幾項研究,其中對慢性疼痛甚至外周循環障礙進行了電刺激治療。耳迷走神經。在此過程中,將小電極直接插入耳朵,然後由戴在脖子上的小型便攜式設備控制,以產生特定的電脈衝。

然而,主要的挑戰是將電極準確地固定在正確的位置。Eugenijus Kaniusas解釋說:“重要的是不要碰到任何血管,電極必須與神經保持正確的距離。” “如果電極太遠,則根本不會刺激神經。如果電極太近,則信號太強,導致神經阻塞。神經會隨著時間的流逝而變得“疲倦”,並最終停止發送信號到大腦。”

到目前為止,醫生在將電極放在耳朵上時必須依靠經驗。現在,首次進行了微解剖學研究,以詳細研究耳朵中神經纖維和血管的空間排列。為此,由Eugenijus Kaniusas團隊的研究人員Babak Dabiri Razlighi在計算機上以高分辨率拍攝了斷層影像,然後將其組合成三維模型。

來自維也納MedUni的Wolfgang J. Weninger教授說:“通過透過耳朵發出的光,可以使患者清楚地看到血管。” “但是,看不見神經。我們在捐贈的人體上進行的微解剖學測量現在可以準確地告訴我們神經相對於血管的運行位置,以及耳朵某些重要位置的血管與神經之間的平均距離。這有助於我們找到放置刺激電極的正確位置。”

三相信號以獲得最佳刺激

計算機模型還可以用於計算應使用哪些電信號。不僅信號的強度很重要,而且信號的形狀也很重要:“在我們的計算機仿真中,從生物物理的角度來看,首次證明,三相信號模式應該是有幫助的,類似於從電力工程-幅度要小得多。” Kaniusas報告。“三個不同的電極各自傳送振蕩的電脈衝,但是這些脈沖不同步,需要有特定的時間延遲。”

在患有慢性疼痛的人身上測試了這種刺激-實驗證實,三相刺激模式確實特別有效。

Eugenijus Kaniusas說:“迷走神經刺激是一種很有前途的技術,其效果已通過我們的新發現得到驗證,現在正在進一步改善。” “迷走神經刺激通常是一種挽救生命的選擇,特別是對於已經使用其他方法治療並且不再對藥物產生反應的慢性疼痛患者。”

參考文獻:

Babak Dabiri, Stefan Kampusch, Stefan H. Geyer, Van Hoang Le, Wolfgang J. Weninger, Jozsef Constantin Széles, Eugenijus Kaniusas. High-Resolution Episcopic Imaging for Visualization of Dermal Arteries and Nerves of the Auricular Cymba Conchae in HumansFrontiers in Neuroanatomy, 2020; 14 DOI: 10.3389/fnana.2020.00022

 

鄭醫師補充:

類似的概念及應用的醫療儀器,可以參考國內已經上市,FDA已核准的經顱微電流刺激,除了慢性疼痛外,還可以緩解焦慮、憂鬱、失眠甚至是物質成癮等狀況:

https://www.alpha-stim.com/wp-content/uploads/CES_Research/kirsch_chronic_pain.pdf

 

 

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