Inicio> Noticias> Resultados preliminares de fotobiomodulación cerebral de la oximetría cerebral regional e imágenes térmicas
July 03, 2023

Resultados preliminares de fotobiomodulación cerebral de la oximetría cerebral regional e imágenes térmicas

Suyzeko Company había investigado un nuevo producto. Brain Photobiomodulation Machine, nuestra compañía había pasado más de 1 año para investigar el producto, e invitamos al profesor a hacer una investigación por nosotros. Vea el siguiente artículo para más detalles.


Unidad de investigación para medicina láser complementaria e integradora, Unidad de Investigación de Ingeniería Biomédica en Anestesia y Medicina de Cuidados Intensivos, y Centro de Investigación TCM Graz, Universidad de Medicina de Graz, AuenbruggerPlatz 39, EG19, 8036 Graz, Austria

Recibido: 4 de enero de 2019 / Aceptado: 15 de enero de 2019 / Publicado: 16 de enero de 2019


Resumen:

Se introduce una nueva pieza de equipo para la fotobiomodulación cerebral LED (diodo emisor de luz). Los resultados preliminares de la saturación regional de oxígeno cerebral y de la termografía se muestran antes, durante y después de la estimulación. El procedimiento ofrece una nueva forma de cuantificar los efectos biológicos de un posible método terapéutico innovador. Sin embargo, las mediciones adicionales son absolutamente necesarias.

Palabras clave:

fotobiomodulación; cerebro; Estimulación LED (diodo emisor de luz); terapia de luz; longitud de onda; carrera; demencia; enfermedades mentales; saturación regional de oxígeno cerebral; imagen térmica; Casco LED


La fotobiomodulación cerebral (PBM) con diodos emisores de luz (LED) rojo a infrarrojo cercano (NIR) podría ser una terapia innovadora para una variedad de trastornos neurológicos y psicológicos [1]. La luz roja/NIR puede estimular el complejo de la cadena respiratoria mitocondrial IV (citocromo c oxidasa) y aumentar la síntesis de ATP (adenosintrifosfato) [1,2,3]. Además, la absorción de luz por los canales de iones conduce a la liberación de Ca2+ y a la activación de factores de transcripción y expresión génica [1]. La terapia con PBM cerebral podría mejorar la capacidad metabólica de las neuronas y es capaz de estimular las respuestas antiinflamatorias, antiapoptóticas y antioxidantes, así como la neurogénesis y la sinaptogénesis [1]. Los resultados sugieren que PBM puede mejorar, por ejemplo, las funciones cerebrales frontales de los adultos mayores de una manera segura y rentable [4].
Este artículo presenta una nueva pieza de equipo LED (Figura 1) para la fotobiomodulación cerebral que incluye resultados preliminares de mediciones espectroscópicas infrarrojas cercanas e imágenes térmicas.
1

Figura 1. Primera medición con el innovador casco de fotobiomodulación LED (diodo emisor de luz) (prototipo de Suyzeko (Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, China)) en el Centro de Investigación de TCM en la Universidad de Medicina de Graz, Austria, Europa se realizó el 25 de diciembre de 2018 de 2018 .


Los primeros ensayos básicos y clínicos prometedores sobre la fotobiomodulación cerebral ya se han completado; Sin embargo, actualmente todavía existe una falta de dispositivos útiles para los procedimientos terapéuticos [1,2,3,4,5,6,7,8]. Suyzeko (Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, China) desarrolló un prototipo de un dispositivo tan innovador. En el Centro de Investigación TCM (Medicina China Tradicional) (Presidente: Gerhard Litscher) de la Universidad de Medicina de Graz, las primeras mediciones de prueba se llevaron a cabo con esta construcción (Figura 1). Aquí se presentan datos preliminares de esta medición piloto.

El equipo se basa actualmente en LED infrarrojo utilizando una longitud de onda de 810 nm. Esta longitud de onda se ha demostrado recientemente (2018) para ser uno de los mejores para la estimulación con láser transcraneal/luz [9]. Los resultados fueron confirmados por las mediciones realizadas por nuestro equipo de investigación [5,6,7,8,10].

3


Para el nuevo casco de estimulación, se usaron 256 LED con una longitud de onda de 810 nm (Figura 2). Las investigaciones se realizaron con todos los LED (n = 256) en modo activo (60 mW; un LED; 24 mW/cm2; ~ 15 W casco total). La duración de la estimulación fue de 15 min. La Figura 2 también muestra la transmisión de luz para un cráneo humano (lado medio y derecho). Para obtener más cálculos para el factor de transmisión, ver publicaciones anteriores [6,7,8,9,10,11].

Figura 2. Casco de Suyzeko (Shenzhen, China) para una posible terapia de fotobiomodulación cerebral (3 de enero de 2019).

Las mediciones de los cambios en la saturación regional de saturación de oxígeno cerebral (RSO2) se realizaron utilizando un instrumento Invos de 5100c de oxímetro (Somanetics Corp., Troy, MI, EE. UU.). La espectroscopía infrarroja cercana es un método no invasivo para medir el RSO2 a través del cráneo intacto que se ha aplicado con éxito en la investigación médica básica y las indicaciones clínicas durante muchos años [6]. La luz del infrarrojo cercano (730 y 805 nm) se emite a través de la piel, y después de pasar diferentes tipos de tejido (piel y hueso), la luz devuelta se detecta a dos distancias de la fuente de luz (3 y 4 cm). Según este principio, la absorción espectral de la sangre en estructuras más profundas (2–4 cm) puede determinarse y definirse como el RSO2 [5,12]. Los sensores se aplicaron en el área frontal en los lados derecho e izquierdo del cerebro del voluntario sano (ver Figura 1). Para minimizar la influencia de la luz externa, la cabeza en esta área estaba cubierta con una banda elástica durante el procedimiento de grabación y estimulación. Después de un tiempo de descanso de 20 minutos, se encendió la estimulación LED. Los resultados de las tres secciones (antes (20 min), durante (15 min) y después de la estimulación (20 min)) se indican en la Figura 3. Tenga en cuenta el aumento significativo de RSO2 (lado izquierdo y derecho) durante e incluso después de transcraneal Estimulación LED. Los cambios de la temperatura se muestran en la Figura 4.

4


Figura 3. Resultados de la primera medición piloto con el casco de estimulación LED de Suyzeko (Shenzhen, China). Tenga en cuenta el aumento en la saturación regional de oxígeno cerebral durante y después de la estimulación en el lado izquierdo y derecho.

9


Figura 4. Resultados de la imagen térmica de la primera medición piloto utilizando el nuevo casco de estimulación. Tenga en cuenta el aumento de la temperatura en el casco (fila superior; A antes, B durante y C después de la estimulación) en la frente (fila media; D - F) y en la barbilla (fila inferior; G - I).

La terapia PBM se desarrolló hace más de 50 años; Sin embargo, todavía no existe un acuerdo común sobre los parámetros y protocolos para su aplicación clínica. Algunos equipos de investigación han recomendado el uso de una densidad de potencia de menos de 100 MW/cm2 y una densidad de energía de 4 a 10 J/cm2 [11]. Otros grupos recomiendan hasta 50 J/cm2 en la superficie del tejido [11]. Los parámetros como la longitud de onda, la energía, la fluencia, la potencia, la irradiancia, el modo de pulso, la duración del tratamiento y la tasa de repetición se pueden aplicar en un amplio rango. Nuestros resultados preliminares actuales mostraron una clara respuesta de RSO2 cerebral en relación con la estimulación LED. Sin embargo, debe mencionarse que la temperatura aumentó significativamente, y estos efectos deben tenerse en cuenta en estudios adicionales en detalle. También existe el hecho de que los estudios ineficaces en las células con alta actividad mitocondrial parecen deberse con mayor frecuencia a la supervisión que a la subvaloración [11]. Por lo tanto, son necesarios estudios clínicos sobre las dosis de estimulación óptimas.


El PBM transcraneal parece prometedor para tratar diferentes enfermedades mentales. Pitzschke et al. [13] también midió la propagación de la luz en diferentes áreas de la enfermedad de Parkinson (PD), tejido cerebral profundo relacionado con la iluminación transcraneal y transfenoidal (a 671 y 808 nM) de una cabeza de cadáver y parámetros ópticos modelados de tejido cerebral humano utilizando monte- Monte- Simulaciones de Carlo. Este estudio demuestra que es posible iluminar también los tejidos cerebrales profundos transcraneal y transfenoidalmente. Esto abre opciones terapéuticas para los pacientes de EP u otras enfermedades cerebrales que requieren terapia de luz [13].


Ha habido varias investigaciones sobre posibles efectos adversos para PBM LED. Por ejemplo, Moro et al. Exploró los efectos de la aplicación a largo plazo, hasta 12 semanas, de PBM (670 nm) en monos macacos normales e ingenuos. No encontraron una base histológica para ninguna preocupación importante de bioseguridad asociadas con PBM entregadas por un enfoque intracraneal [14]. Hennessy y Hamblin también señalaron la seguridad ya establecida y la notable falta de efectos adversos de PBM transcraneal [2].


Los resultados preliminares son muy prometedores; Sin embargo, se requiere más trabajo de investigación para poder usar, por ejemplo, este nuevo tipo de PBM como método terapéutico. Muchos investigadores creen que PBM con LED y/o láser para los trastornos cerebrales se convertirá en una de las aplicaciones médicas más importantes de la terapia de luz en los próximos años y décadas [3].


Fondos
Esta investigación no recibió fondos externos.
Expresiones de gratitud
El autor desea agradecer a Shenzhen Guangyang Zhongkang Technology Limited, Shenzhen, China por el nuevo equipo LED y los sensores NIRS. También quiere agradecer a Daniela Litscher, MSC PhD por su valiosa ayuda con la grabación de datos. El trabajo científico en el Centro de Investigación TCM Graz cuenta en parte del Ministerio Federal de Ciencias, Investigación y Economía de Austria Austria.
Conflictos de interés

El autor declara que no hay conflicto de interés.


Referencias
Salehpour, F.; Mahmoudi, J.; Kamari, F.; Sadigh-Eteghad, S.; Rasta, SH; Hamblin, MR Brain Photobiomodulation Therapy: una revisión narrativa. Mol. Neurobiol. 2018, 55, 6601–6636. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hennessy, M.; Hamblin, Mr Photobiomodulation y el cerebro: un nuevo paradigma. J. Opt. 2017, 19, 013003. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hamblin, Mr Brilling Light en la cabeza: fotobiomodulación para trastornos cerebrales. Clin BBA. 2016, 6, 113–124. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Chan, como; Lee, TL; Yeung, MK; Hamblin, la fotobiomodulación de MR mejora la función cognitiva frontal de los adultos mayores. En t. J. Geriatr. Psychiatry 2018. [Google Scholar] [CrossRef]
Litscher, G. Investigación de estimulación láser transcraneal: un nuevo casco y primeros datos de la espectroscopía infrarroja cercana. Medicines 2018, 5, 97. [Google Scholar] [CrossRef]
Litscher, G.; Litscher, D. Aspectos científicos de la innovadora medicina láser. En acupuntura láser y medicina láser innovadora; Bahr, F., Litscher, G., Eds.; Bahr y FUechtenbusch: Munich, Alemania, 2018; Capítulo 3; pp. 13–77. [Google Académico]
Litscher, D.; Litscher, G. Terapia con láser y accidente cerebrovascular: cuantificación de los requisitos metodológicos en consideración del láser amarillo. En t. J. PhotoEnergy 2013, 2013, 575798. [Google Scholar] [CrossRef]
Litscher, D.; Litscher, G. Terapia con láser y demencia: un análisis de base de datos y aspectos futuros sobre sistemas basados ​​en LED. En t. J. PhotoEnergy 2014, 2014, 268354. [Google Scholar] [CrossRef]
Wang, P.; Li, T. ¿Qué longitud de onda es óptima para la estimulación láser de bajo nivel transcraneal? J. Biophotonics 2018, E201800173. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Litscher, G.; Min, L.; Passegger, CA; Litscher, D.; Li, M.; Wang, M.; Ghaffari-Tabrizi-Wizsy, N.; Stelzer, i.; Feigl, G.; Gaischek, i.; et al. Láser de color amarillo, rojo e infrarrojo transcraneal y estimulación LED: cambios de los parámetros vasculares en un modelo de embrión de pollo. Integr. Medicina. En t. 2015, 2, 80–89. [Google Scholar] [CrossRef]
Zein, R.; Selting, W.; Hamblin, MR Revisión de parámetros de luz y eficacia de la fotobiomodulación: conducir hacia la complejidad. J. Biomed. Optar. 2018, 23, 120901. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Litscher, G.; Schwarz, G. Oximetría cerebral transcraneal; Pabst Science Editor: Lengerich, Alemania, 1997. [Google Scholar]
Pitzschke, A.; Lovisa, b.; Seydoux, O.; Zellweger, M.; Pfleiderer, M.; Tardy, Y.; Wagnières, G. Dosimetría de luz roja y nir en el cerebro profundo humano. Phys Medicina. Biol. 2015, 60, 2921–2937. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Moro, C.; Torres, N.; Arvanitakis, K.; Cullen, K.; Chabrol, C.; Agay, D.; Darlot, F.; Benabid, Al; Mitrofanis, J. No hay evidencia de toxicidad después de la fotobiomodulación a largo plazo en primates no humanos normales. Exp. Brain Res. 2017, 235, 3081–3092. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]


Share to:

LET'S GET IN TOUCH

We will contact you immediately

Fill in more information so that we can get in touch with you faster

Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.

Enviar