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Ultrassom Focado Transcraniano: Uma Nova Esperança para a Saúde Mental

tFUS oferece um método não invasivo para melhorar a função cerebral e tratar problemas de saúde mental.

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A ultrassom focado transcraniano (tFUS) é um método que usa ondas sonoras pra mudar como algumas áreas do cérebro funcionam. Diferente de outros métodos de estimulação cerebral, o tFUS consegue focar a energia com mais precisão em partes mais profundas do cérebro. Esse método envolve enviar ondas ultrassônicas de baixa intensidade através do crânio pra regiões específicas do cérebro. Os pesquisadores começaram a investigar suas possíveis aplicações pra tratar várias questões de saúde mental e neurológicas.

O Básico do tFUS

O tFUS se destaca porque permite a estimulação cerebral direcionada sem precisar de cirurgias ou contato físico com o cérebro. Focando em áreas específicas, os pesquisadores querem melhorar como essas áreas funcionam. As áreas do cérebro que foram estudadas com tFUS incluem o Córtex Motor, Hipocampo, Amígdala e Tálamo. Um dos primeiros estudos em humanos que usaram tFUS envolveu tratar pacientes com dor crônica, focando no córtex frontal.

A tecnologia tá ganhando mais atenção na comunidade médica, já que mais estudos estão sendo publicados sobre sua eficácia e segurança. Uma revisão recente de 33 estudos descobriu que o tFUS é geralmente seguro quando usado da maneira correta.

Entendendo o tFUS pra Regulagem do Humor

A pesquisa continua pra ver como o tFUS pode influenciar o humor e a saúde emocional. Por exemplo, um estudo focou em uma área específica do cérebro chamada giro frontal inferior direito (rIFG), que é conhecida pelo seu papel na regulação do humor. Os participantes desse estudo relataram se sentir melhor após receber o tFUS. O estudo também usou técnicas de imagem avançadas pra medir mudanças na função cerebral e na conectividade, apoiando a ideia de que o tFUS pode ajudar a melhorar o humor.

Enquanto o tFUS não é o único método disponível pra estimulação cerebral não invasiva, ele pode oferecer vantagens sobre outros, como a Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) ou Estimulação Transcraniana por Corrente Direta (tDCS). O tFUS pode atingir estruturas cerebrais mais profundas e pode ter um efeito mais preciso nas áreas alvo.

Um Sistema de tFUS Vestível

Pesquisadores desenvolveram um dispositivo vestível pra entregar ultrassom focado de baixa intensidade (LIFU). Esse headset pode enviar energia ultrassônica pela testa pra regiões específicas do cérebro. O dispositivo inclui uma matriz de ultrassom flexível que pode ajustar seu foco pra alcançar diferentes áreas do córtex pré-frontal, que tá ligado a várias questões de saúde mental.

Componentes do Sistema

O sistema é composto por várias partes:

  1. Matriz de Ultrassom: Essa é colocada na testa e contém muitos pequenos elementos de ultrassom projetados pra criar um feixe focado de som.
  2. Sistema de Neuronavagação: Isso ajuda a posicionar o dispositivo com precisão, combinando a matriz de ultrassom com as ressonâncias magnéticas dos participantes.
  3. Software de Planejamento: Essa ferramenta ajuda a determinar como entregar o ultrassom, levando em conta a estrutura cerebral específica do participante.
  4. Eletrônicos de Controle: Esses controlam como a matriz de ultrassom funciona e enviam os sinais necessários pros elementos.

Como Funciona a Matriz de Ultrassom

A matriz em si é uma matriz de pequenos elementos que focam ondas sonoras em um ponto específico no cérebro. Ela é projetada pra se encaixar confortavelmente na testa, permitindo algum movimento durante a sessão. O design curvado da matriz ajuda a se adaptar ao formato da cabeça do participante.

O sistema permite direcionamento eletrônico, o que significa que o foco do ultrassom pode ser ajustado sem precisar mudar a posição do dispositivo. Essa flexibilidade torna mais fácil evitar obstáculos como seios nasais que podem bloquear as ondas sonoras.

Planejamento e Entrega do tFUS

Antes de o ultrassom ser entregue, o sistema passa por várias etapas de planejamento. O software ajuda a determinar a melhor posição pra matriz e como direcionar as ondas ultrassônicas de forma eficaz pra área alvo no cérebro. Durante o procedimento, o sistema monitora a entrega da energia ultrassônica e garante que tudo esteja dentro dos limites seguros.

Processo de Ajuste Virtual

Uma das principais características desse sistema é o processo de ajuste virtual que otimiza a colocação da matriz de ultrassom. Ele usa dados das ressonâncias magnéticas do participante pra encontrar a melhor localização pra matriz, minimizando obstáculos. Esse processo garante que o ultrassom consiga alcançar a área alvo sem interferências de seios nasais cheios de ar.

Planejamento e Entrega do Feixe

Uma vez que a matriz esteja posicionada, o software calcula como direcionar as ondas ultrassônicas pra atingir o efeito desejado. O sistema simula o campo acústico pra garantir que atenda aos padrões de segurança e eficácia. Depois do planejamento, o ultrassom é entregue conforme os parâmetros estabelecidos, e o progresso é monitorado durante toda a sessão.

Testes de Segurança e Usabilidade

A segurança e usabilidade são componentes críticos dos testes do sistema tFUS. Um estudo recente envolveu 20 participantes saudáveis que receberam tratamento com LIFU. O objetivo era avaliar a segurança e usabilidade do sistema enquanto monitorava qualquer evento adverso. Os participantes foram selecionados com base em critérios de saúde específicos pra garantir segurança durante o estudo.

Experiência do Participante

Os participantes foram testados em um ambiente controlado onde completaram uma série de avaliações antes, durante e após receberem o tratamento com ultrassom. A experiência geral deles e qualquer sensação sentida durante a sessão foram registradas pra garantir que se sentissem confortáveis. Os resultados indicaram que, no geral, os participantes toleraram bem as sessões, muitas vezes achando-as relaxantes.

Monitoramento de Efeitos Adversos

Durante todo o estudo, os participantes foram monitorados de perto pra qualquer efeito adverso. Usando técnicas de imagem especializadas após o tratamento, os pesquisadores verificaram se houve mudanças inesperadas no cérebro, como micro-hemorragias. Todas as ressonâncias estavam normais, o que sugere que o tratamento com tFUS foi seguro pra todos os participantes.

O Futuro do tFUS

Com resultados positivos de estudos iniciais, os pesquisadores estão empolgados com o potencial do tFUS em tratar várias condições. Eles esperam explorar sua eficácia no tratamento de transtornos de saúde mental, incluindo depressão e ansiedade, em futuros ensaios clínicos. À medida que o entendimento e a tecnologia se desenvolvem, o tFUS pode abrir novas portas pra tratamentos não invasivos na saúde mental.

Aplicações Potenciais

As aplicações potenciais do tFUS vão além da regulação do humor. Os pesquisadores estão interessados em estudar como isso pode afetar diferentes regiões do cérebro relacionadas a várias condições. A tecnologia também pode melhorar o tratamento de distúrbios neurológicos, como a doença de Parkinson ou Alzheimer, ao direcionar vias cerebrais envolvidas nessas condições.

Conclusão

O ultrassom focado transcraniano oferece uma nova maneira promissora de influenciar a função cerebral sem procedimentos invasivos. À medida que a pesquisa continua a avaliar sua segurança e eficácia, o tFUS pode em breve se tornar uma ferramenta valiosa na luta contra distúrbios de saúde mental e neurológicos. Com um sistema vestível e tecnologia avançada projetada pra focar em áreas específicas do cérebro, há esperança de tratamentos melhores no futuro.

Fonte original

Título: A wearable, steerable, transcranial Low-Intensity Focused Ultrasound system

Resumo: AO_SCPLOWBSTRACTC_SCPLOWO_ST_ABSObjectivesC_ST_ABSTranscranial Low-Intensity Focused Ultrasound (LIFU) offers unique opportunities for precisely neuromodulating small and/or deep targets within the human brain, which may be useful for treating psychiatric and neurological disorders. This paper presents a novel ultrasound system that delivers focused ultrasound through the forehead to anterior brain targets and evaluates its safety and usability in a volunteer study. MethodsThe ultrasound system and workflow are described, including neuronavigation, LIFU planning, and ultrasound delivery components. Its capabilities are analyzed through simulations and experiments to establish its safe steering range. A cohort of 20 healthy volunteers received a LIFU protocol aimed at the anterior medial prefrontal cortex (amPFC), using imaging and questionnaires to screen for adverse effects. ResultsSimulations and hydrophone readings agreed with less than 5% error, and the safe steering range was found to encompass a 1.8cm x 2.5cm x 2cm volume. There were no adverse effects evident on qualitative assessments, nor any signs of damage in susceptibility-weighted imaging scans. All participants tolerated the treatment well, and the users found the interface effective as the system was capable of accurately targeting the amPFC in all participants. A post hoc analysis showed that "virtual fitting" could aid in steering the beams around subjects sinuses. ConclusionsThe presented system was successfully used to safely deliver LIFU through the forehead to the amPFC in all volunteers, and was well-tolerated. With the capabilities validated here and positive results of the study, this technology appears well-suited to explore LIFUs efficacy in clinical neuromodulation contexts.

Autores: Peter J Hollender, C. R. Bawiec, S. B. Ornellas, J. N. Schachtner, J. F. Dahill-Fuchel, S. D. Konecky, J. J. B. Allen

Última atualização: 2023-12-26 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.22.23300243

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.22.23300243.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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