Ишемический инсульт является наиболее распространенным типом цереброваскулярных заболеваний. Согласно данным исследования глобального бремени болезней (GBD), инсульт является наиболее частой причиной смерти. С 2010 по 2019 год частота ишемического инсульта увеличилась со 129/100000 в 2010 году до 145/100000 в 2019 году, а распространенность ишемического инсульта увеличилась с 1100/100000 в 2010 году до 1256/1. 00 000 в 2019 году. Современные методы лечения ишемического инсульта включают тромболизис, механическую тромбэктомию и нейропротекторную терапию. Тем не менее, внутривенная тромболитическая терапия имеет строгое временное окно лечения с риском повторного кровотечения, что ограничивает ее клиническое применение. Статистические данные показали, что только 16% пациентов с острым ишемическим инсультом в Китае госпитализируются в течение 3 часов после появления симптомов, и только 1,3% этих пациентов получают тромболитическую терапию .
Транскраниальная ультразвуковая стимуляция (TUS) — это неинвазивный метод для пациентов с инсультом, который может стимулировать определенные области мозга и улучшать нейронную активность и связи. Преимущества транскраниального ультразвука для стимуляции мозга заключаются в том, что он не требует хирургического вмешательства или генетического изменения, но дает пространственное разрешение, превосходящее другие неинвазивные методы, такие как транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС). ТМС использует магнитные поля для прохождения через череп для стимуляции тканей головного мозга и широко используется при расстройствах, вызванных поражениями головного мозга, например, вызванных депрессией, которая не поддается лечению, и когнитивными нарушениями после инсульта. Недостатком ТМС является отсутствие хорошего пространственного разрешения, что приводит к ограничениям в применении нейрореабилитации. Характеристики высокой проникающей способности и высокого пространственного разрешения ТUS показали терапевтический потенциал при лечении инсульта.
Транскраниальное ультразвуковое исследование можно условно разделить на два типа в зависимости от частоты: первое — диагностическое транскраниальное ультразвуковое исследование с частотой 1,0–15 МГц, а другое — транскраниальное агрегационное ультразвуковое исследование с частотой менее 1,0 МГц . В настоящее время большинство исследований сосредоточено на тромболитическом эффекте и механизме нейрорегуляции при низкочастотном TUS. TUS может передавать определенную частоту ультразвуковой волны на череп человека с помощью специального ультразвукового датчика. Через череп ультразвуковая энергия передается тканям головного мозга, стимулируя мозг производить ряд биологических эффектов. TUS изучался в артериальной тромболитической терапии и реабилитационной терапии после инсульта как новый и неинвазивный метод стимуляции мозга.
Быстрое восстановление мозгового кровоснабжения и улучшение мозгового кровотока
Чем раньше восстановление мозгового кровоснабжения после острого инфаркта мозга, тем лучше восстановление неврологической функции. Таким образом, улучшение мозгового кровообращения до возникновения необратимых изменений в ткани головного мозга и уменьшение повреждения нейронов являются ключевыми факторами лечения ишемического инсульта, а также имеют положительное значение в повышении эффективности реабилитации после инсульта. После ишемического инсульта нейроны в очаге инсульта быстро подвергаются апоптозу и некрозу из-за ишемии и гипоксии, в то время как окружающие клетки все еще обладают временной способностью к выживанию из-за наличия коллатерального кровообращения, образуя ишемическую полутень. В течение определенного периода времени клетки в этой области могут либо подвергнуться апоптозу, либо вернуться в нормальную ткань мозга. Если вовремя устранить ишемическую полутень, это может эффективно предотвратить прогрессирование инсульта; кроме того, успешное спасение ишемической полутени также способствует восстановлению нервной системы и физической функции в будущем. Было доказано, что транскраниальная ультразвуковая стимуляция способствует улучшению мозгового кровообращения после острого ишемического инсульта, и в определенных пределах мозговой кровоток также имеет тенденцию к постепенному увеличению с увеличением интенсивности и продолжительности стимуляции. Однако с улучшением мозгового кровотока возрастает и риск повторного кровотечения. Предыдущее клиническое исследование подтвердили, что низкочастотное (300 кГц) ТUS не только приводило к повышению тромболитической эффективности тканевого активатора плазминогена (тАП), но и вызывало повышенную частоту мозговых кровоизлияний у пациентов, получавших одновременно внутривенное введение tPA. Ограничением исследования было то, что в него было включено только 26 пациентов. Комбинированный лизис тромба с помощью ультразвука и системной tPA для экстренной реваскуляризации при остром ишемическом инсульте (CLOTBUST-ER), международное четырехцентровое исследование II фазы, продемонстрировало, что у пациентов с острым ишемическим инсультом транскраниальное ультразвуковое исследование усиливает реканализацию артерий, индуцированную tPA, с недостоверной тенденцией к увеличению скорости клинического выздоровления после инсульта по сравнению с контрольной группой. По этому важному вопросу еще ожидаются дальнейшие исследования. Предыдущее исследование показало, что чем раньше транскраниальное ультразвуковое вмешательство, тем лучше нейропротекторный эффект. Таким образом, раннее использование УЗИ после инсульта может эффективно улучшить кровоснабжение головного мозга, восстановить местное кровообращение, спасти ишемическую полутень и, в конечном итоге, уменьшить повреждение ткани головного мозга.
Также было показано, что транскраниальная ультразвуковая стимуляция улучшает скорость реканализации сосудов, что является важным показателем для оценки эффекта лечения при остром ишемическом инсульте. В эксперименте на животных было обнаружено, что стимуляция вызывает гемодинамические изменения в области, обработанной ультразвуком, тогда как тесты в открытом поле показали, что ультразвук, воздействующий на ипсилатеральное полушарие в течение 5 дней подряд после инсульта, способствует выздоровлению. Результаты показали, что у крыс, получавших ТUS низкой интенсивности, наблюдалось меньшее повреждение пораженной ткани головного мозга после церебральной ишемии. Наибольший защитный эффект был обнаружен при ультразвуковой стимуляции через 30 мин после ишемии головного мозга. исследователи обнаружили, что использование ультразвука 8 МГц для стимуляции верхней лобно-височной коры у пациентов в течение 15 с может увеличить насыщение артериальной крови кислородом, предполагая, что ультразвуковая стимуляция на более высокой частоте может облегчить ишемические гипоксические изменения после инсульта. Кроме того, в одном исследовании ( Александров и соавт., 2019 ) было установлено, что в течение 3 ч после начала ишемического инсульта низкочастотная транскраниальная ультразвуковая терапия в течение 30 мин после тромболизиса может значительно повысить реканализирующую способность артерий, индуцированную ферментом атенололом, по сравнению с контрольной группой, но результаты также показали, что транскраниальная ультразвуковая терапия не приводила к значительному улучшению результатов лечения пациентов через 90 дней после инсульта.
Нейропротекторный эффект транскраниальной ультразвуковой стимуляции при инсульте
Нейропротекторный эффект ТUS стал горячей темой в последние годы, особенно в области инсульта. TUS в основном оказывает нейропротекторное действие посредством следующих механизмов.
Снижение воспалительной реакции и апоптоза
Медиаторы воспаления могут вызывать дальнейшее повреждение нейронов в ишемической полутени. В недавнем исследовании была применена низкоинтенсивная ТUS к ишемизированной коре головного мозга после дистальной MCAO и было обнаружено, что ультразвук может активировать факторы свертывания через определенные пути передачи сигнала и уменьшать количество нейтрофилов в ишемизированной области, тем самым уменьшая воспалительную реакцию и способствуя восстановлению нейронов в ишемической полутени.
Стимулирование высвобождения нейротрофических факторов
Считается, что нейротрофические факторы, такие как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) и нейротрофический фактор глиальной клеточной линии (GDNF), участвуют в регуляции ключевых функций нервов и нейропластичности при инсульте. Предыдущее исследование показало, что TUS эффективно предотвращает ишемию/реперфузию головного мозга за счет снижения апоптоза и индукции BDNF. Исследователи наблюдали, что низкоинтенсивный импульсный ультразвук может повышать уровень белка BDNF после черепно-мозговой травмы. Нейропротекторные эффекты ТUS могут быть связаны с повышением уровня белков нейротрофических факторов. Точно так же другое исследование, проводящее MCAO с использованием мышиной модели C57BL / 6J, показало, что низкоинтенсивный импульсный ультразвук ускоряет экспрессию BDNF в мозге мышей, перенесших инсульт, и значительно снижает функцию нейронов после травмы, включая неврологическую оценку, двигательную активность и патологический показатель головного мозга. Кроме того, некоторые авторы продемонстрировали, что TUS может повышать уровни белков нейротрофических факторов (например, BDNF, GDNF, VEGF и GLUT1), которые могут оказывать нейропротекторное действие против нейродегенеративных заболеваний. В исследовании с использованием мышиной модели ишемического инсульта низкоинтенсивное импульсное УЗИ могло индуцировать экспрессию BDNF, уменьшая процент поврежденных нейронов и потерю неврологической функции после инсульта. TUS также может оказывать антидепрессантоподобное действие. TUS может изменить экспрессию BDNF в гиппокампе крыс. Учитывая, что BDNF играет важную роль в патогенезе депрессии, продвижение BDNF может иметь терапевтический эффект.
Тромболитический эффект транскраниальной ультразвуковой стимуляции
Ультразвук оказывает прямое и непрямое тромболитическое действие. Непрямые тромболитические эффекты ТUS в основном усиливают эффективность тромболитических препаратов. Кроме того, ультразвук может непосредственно растворять тромб благодаря своим особым физическим и химическим свойствам. Интенсивно-сфокусированный ультразвук может генерировать высокую температуру для абляции опухолей и других биологических тканей. Механизм, лежащий в основе этого, сложен. Некоторые исследования предполагают, что высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук может влиять на потенциал действия аксонов. ; электрическую активность нейронов можно подавить, нарушив ультраструктуру синапсов путем блокирования связей между ними.
Добавить комментарий