Suyzeko Companyは新製品を調査していました。私たちの会社は、製品を調査するために1年以上を費やしていた脳フォトビオモジュレーションマシンであり、私たちは私たちのために研究をするように教授を招待しました。詳細については、次の記事を参照してください。
補完的および統合的なレーザー医学の研究ユニット、麻酔および集中治療医学における生物医学工学の研究ユニット、およびTCM研究センターGraz、Graz医科大学、AuenbruggerPlatz 39、EG19、8036オーストリア
受領：2019年1月4日 /承認：2019年1月15日 /公開：2019年1月16日
概要： LED（光エミッティングダイオード）脳の光生成のための新しい機器が導入されています。局所脳の酸素飽和度とサーモグラフィの予備的な結果は、刺激前、中、刺激中、後に示されています。この手順は、革新的な治療法の生物学的効果を定量化する新しい方法を提供します。ただし、さらなる測定が絶対に必要です。
キーワード：
光生産;脳; LED（光発光ダイオード）刺激;軽療法;波長;脳卒中;認知症;精神疾患;局所脳酸素飽和;サーマルイメージング; LEDヘルメット
赤から近赤外（NIR）光発光ダイオード（LED）を伴う脳の光生産（PBM）は、さまざまな神経学的および心理的障害の革新的な治療法である可能性があります[1]。赤/NIR光は、ミトコンドリアの呼吸鎖複合体IV（シトクロムCオキシダーゼ）を刺激し、ATP（アデノシントリホン酸）合成を増加させる可能性があります[1,2,3]。さらに、イオンチャネルによる光吸収は、Ca2+の放出と、転写因子と遺伝子発現の活性化につながります[1]。脳PBM療法は、ニューロンの代謝能力を改善し、抗炎症、抗アポトーシス、抗酸化反応、および神経新生とシナプス形成を刺激することができます[1]。調査結果は、PBMが安全で費用対効果の高い方法で高齢者の前頭脳機能を強化する可能性があることを示唆しています[4]。
この記事では、近赤外分光測定と熱イメージングの予備結果を含む、脳の光生成のための新しいLED機器（図1）を紹介します。
図1.革新的なLED（光発光ダイオード）フォトバイモジュレーションヘルメット（Suyzeko（Shenzhengyang Zhongang Technology Limited、中国、中国、中国、中国）のプロトタイプ）での最初の測定） 。
脳の光生成に関する最初の有望な基本および臨床試験はすでに完了しています。しかし、現在、治療手順に有用なデバイスが不足している[1,2,3,4,5,6,7,8]。 Suyzeko（Shenzhen Gangyang Zhongkang Technology Limited、中国）は、このような革新的なデバイスのプロトタイプを開発しました。 Graz医科大学のTCM（伝統的な漢方薬）研究センター（議長：Gerhard Litcher）では、この構造で最初のテスト測定が実施されました（図1）。このパイロット測定の予備データはここに示されています。
機器は現在、810 nmの波長を使用して赤外線LEDに基づいています。この波長は、最近（2018年）、経頭蓋レーザー/光刺激に最適なものの1つであることが証明されています[9]。結果は、研究チーム[5,6,7,8,10]によって実行された測定によって確認されました。
新しい刺激ヘルメットでは、波長が810 nmの256 LEDが使用されました（図2）。調査は、すべてのLED（n = 256）でアクティブモード（60 mW、1つのLED、24 mW/cm2、〜15 Wの合計ヘルメット）で実行されました。刺激の期間は15分でした。図2は、人間の頭蓋骨（中央と右側）の光透過も示しています。伝送係数のさらなる計算については、以前の出版物[6,7,8,9,10,11]を参照してください。
図2.脳の光生産療法の可能性についてのスイゼコ（中国、中国の深Shenzhen）のヘルメット（2019年1月3日）。
局所大脳酸素飽和度（RSO2）の変化の測定は、Invos 5100C Oximeter（Somanetics Corp.、Troy、MI、USA）機器を使用して実行されました。近赤外分光法は、長年にわたって基本的な医学研究と臨床的適応にうまく適用されてきた無傷の頭蓋骨を測定するための非侵襲的な方法です[6]。近赤外光（730および805 nm）が皮膚から放出され、さまざまな種類の組織（皮膚と骨）を通過した後、光源（3および4 cm）から2つの距離で返された光が検出されます。この原理に基づいて、より深い構造（2〜4 cm）における血液のスペクトル吸収は、RSO2として決定し、定義できます[5,12]。センサーは、健康なボランティアの脳の右側と左側の前頭領域に適用されました（図1を参照）。外部の光の影響を最小限に抑えるために、この領域の頭は、記録および刺激手順中に弾性バンドで覆われていました。 20分の休憩時間の後、LED刺激がオンになりました。 3つのセクションの結果（（20分）、（15分）、および（20分）刺激後）の結果を図3に示します。 LED刺激。温度の変化を図4に示します。
図3.スイゼコ（中国、中国）からのLED刺激ヘルメットによる最初のパイロット測定の結果。左右の刺激中および刺激後の局所脳酸素飽和度の増加に注意してください。
図4.新しい刺激ヘルメットを使用した最初のパイロット測定の熱イメージングの結果。額（中央列、d – f）およびあご（下列; g – i）のヘルメット（上の列、a、b前、および刺激後のb）の温度の上昇に注意してください。
PBM療法は50年以上前に開発されました。ただし、臨床応用のパラメーターとプロトコルに関する一般的な一致はまだありません。一部の研究チームは、100 MW/cm2未満の電力密度と4〜10 j/cm2のエネルギー密度の使用を推奨しています[11]。他のグループは、組織表面で最大50 j/cm2を推奨しています[11]。波長、エネルギー、フルエンス、電力、放射照度、パルスモード、治療期間、繰り返し速度などのパラメーターは、幅広い範囲で適用できます。私たちの現在の予備的な結果は、LED刺激に関連する脳RSO2の明確な反応を示しました。ただし、温度が大幅に上昇し、これらの効果を詳細に詳細に考慮する必要があることに言及する必要があります。また、ミトコンドリア活性が高い細胞での効果のない研究は、過少投与よりも過剰投与によるものであると思われるという事実もあります[11]。したがって、最適な刺激用量に関する臨床研究が必要です。
経頭蓋PBMは、さまざまな精神疾患を治療することを約束しているようです。 Pitzschke et al。 [13]また、パーキンソン病（PD）のさまざまな領域で光伝播を測定しました。カルロシミュレーション。この研究は、頭脳および経球性の深脳組織を照らすことも可能であることを示しています。これは、PDまたは他の脳疾患の患者に、光療法を必要とする治療オプションを開きます[13]。
LED PBMの副作用の可能性に関するいくつかの調査がありました。たとえば、Moro et al。正常なナイーブマカクサルにおけるPBM（670 nm）の長期散布の影響を調査しました。彼らは、頭蓋内アプローチによって提供されたPBMに関連する主要なバイオセーフティの懸念について、組織学的根拠は見つかりませんでした[14]。ヘネシーとハンブリンはまた、既に確立された安全性と顕著な著しい副作用の欠如を指摘しました[2]。
予備的な結果は非常に有望です。ただし、たとえば、この新しい種類のPBMを治療方法として使用できるようにするには、さらなる研究作業が必要です。多くの研究者は、脳障害のLEDおよび/またはレーザーを備えたPBMが、今後数十年で光療法の最も重要な医学的応用の1つになると考えています[3]。
資金この研究は外部資金を受け取っていません。
謝辞
著者は、中国の深ShenzhenにあるGenzhen Gangyang Zhongkang Technology Limitedに、新しいLED機器とNIRSセンサーについて感謝したいと思います。彼はまた、データの記録に関する貴重な助けについて、MSC PhDのDaniela Litscherに感謝したいと考えています。 TCMリサーチセンターのグラズでの科学的研究は、オーストリア連邦科学研究経済省によって部分的にサポートされています。
利益相反
著者は利益相反を宣言していません。
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