Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Bu çalışmada yazarlar, ilk kez, yeni bir rapor, 3D-Sürükleyici ve in vivo olarak bir hastanın beyninin μ-opioid sisteminde kendiliğinden bir migren krizi etkisinden dolayı etkileşimli nöronavigasyon (3D-IIN).
MRI temelli çalışmalar öncelikle üretilen bir araştırma artan vücut, migren merkezi sinir sistemi içinde spesifik sinir işlemlerin değiştirilmesi için, meydana gelir ve muhtemelen tahammül göründüğünü göstermektedir. Ancak, bilgiler, özellikle migren baş ağrısı sırasında endojen opioid sisteminde, bu değişikliklerin moleküler etkileri hakkında eksik ve bu değişiklikler yoluyla nöronavigasyon yapılan olmamıştı. Bir roman sürükleyici 3D ve interaktif nöronavigasyon (3D-IIN) yaklaşımı, in vivo bir migren atağı sırasında beyinde endojen μ-opioid iletimi kullanarak, araştırılması amaçlandı. Bu acı tecrübe ve analjezi birden unsurları etkileyen, belki acı regülasyonu ile ilişkili en merkezi neuromechanisms biridir. 10 yıldır migren acı olmuştur A 36 yaşındaki kadın, tipik baş ağrısı (iktal) ve Pozitron Emiss kullanarak nonheadache (interiktal) migren aşamada tarandığıBize beyin (- μOR BP ND değiştiremeyen bağlanma potansiyeli) in μ-opioid reseptörü durumunu ölçmek için izin seçici radyo-[11C] Carfentanil, iyon Tomografi (PET). Kısa ömürlü radyotracer görüntüleme tesisi yakınında bulunan kampüsünde bir siklotron ve kimyasal sentez aparatı tarafından üretildi. PET taramaları, interiktal ve iktal, hem de hastanın adet döngüsünün ayrı orta-geç foliküler fazda planlandı. Iktal PET oturumu sırasında spontan başağrısı saldırı ağır yoğunluk seviyelere ulaştı; tarama oturumunun sonunda bulantı ve kusma ilerliyor. Singulat korteks, nükleus akumbensteki (NACC), talamus (Thal) ve periakuaduktal gri madde (PAG) dahil iktal aşamasında endojen μ-opioid sisteminin ağrı-modülatör bölgelerde μOR BP ND azalmalar vardı; μORs zaten serbest endojen opioidler tarafından işgal olduğunu belirtendevam eden ağrıya karşılık olarak. Bildiğimiz kadarıyla, bu yeni 3D yaklaşımı kullanılarak neuronavigated edilmiş bir migren atağı sırasında μOR BP ND değişiklikleri ilk kez. Bu yöntem, gerçek bir hastanın beyin görüntüleme kümesi içinde bir migren atağı etkileşimli araştırma ve eğitim keşif için izin verir.
Migren Kadınların yaklaşık% 16 ve ABD'de erkekler% 6 ve dünya çapında 1-3 etkileyen kronik ağrı, trigeminal hastalıktır. Tekrarlayan migren baş ağrısı atakları cevapsız okul / iş günü ve sağlık hizmetlerinin kullanımı 4 milyarlarca dolar maliyet, yaşam ve performansın kalitesini bozan, hastanın varlığının büyük bir kısmı üzerinde bir etkiye sahip. Zayıflatıcı baş ağrısı atakları sırasında, kendi hastalarına zararlı (hiperaljezide) için belirgin bir artış hassasiyet var ve hatta nonnoxious uyaranlar (alodinya) 5.
Μ-opioid nörotransmitter sistem beynimizdeki başlıca endojen ağrı düzenleyici mekanizmalardan biridir. Bu deneysel ve klinik ağrı algılama düzenlemesi, hem de migren atakları 10'un chronification ile ilişkilendirilmiştir opioid ilaç 6-9 analjezik harekete katılır. Pozitron Emisyon Tomo son gelişmelergrafisi (PET), moleküler görüntüleme vivo 11 'de kronik ağrı hastalarının beyninde önemli moleküler mekanizmaların çalışılması için izin verir. Bu çalışmada, şansa bağlılığı senkronize ve PET / radyotracer oturum kurulum karmaşıklığı ile epizodik saldırıların doğasını zayıflatıcı zorlu lojistik rağmen, 3D nöronavigasyon bir hastanın anahtar ağrı-matris bölgelerde μOR kullanılabilirliğini araştırmak için ilk kez kullanıldı spontan migren baş ağrısı sırasında beyin.
Olgu Sunumu
A 36 yaşındaki Asyalı kadın çalışmaya alındı. O görsel auralı migren, 10 yıllık geçmişi ile başvurdu. Sağ taraflı migren baş ağrısı (genellikle tedavi edilmezse veya başarısız tedavi) 72 saat sürecek şiddetli ağrı şiddeti orta ile, ayda 12 gün ortalama oluştu. Onu adet döngüsü, etrafında baş ağrısı ataklarının sıklığının artması vardı kiçalışma boyunca düzenli bir desen vardı. Ilişkili semptomlar şunlardır: bulantı, kusma, fotofobi, ve phonophobia. Düzenli baş ağrısı saldırıları sırasında o herhangi otonomik belirtileri mevcut değildi. Tedavi olarak, o non-steroid anti-inflamatuar ilaçlar dayanan sadece farmakolojik başarısız tedavi ile hastanın semptomları yönetmek, ve ilaç aşırı veya opioid alımı hiçbir belirti yoktur. Tarama ziyareti sırasında klinik muayene normaldi ve anormallikler idi, ve sistemlerin gözden normal sınırlar içinde idi. O çocukları ile tek bir oldu, ve kontraseptif ilaç kullanarak değil.
Çalışma yerel Kurumsal Değerlendirme Kurulu tarafından onaylanmış, ve Radyoaktif İlaç Araştırma Komitesi tarafından yapılmalıdır. Araştırma konusu çalışmaya katılmaya yazılı bilgilendirilmiş onay verir. Protokol üç kronolojik aşamalara bölünmüştür:
Hasta, bir baş ağrısı günlüğü doldurmak için, ve araştırma grubu ile görüntüleme oturumunun günde bir migren saldırısının oluşumu teyit sorumludur. , Interiktal ve iktal hem de, PET taramaları bu durumda uzman bir jinekolog tarafından önceden izlenen ve hesaplanan (5 ila 10 gün adet kanaması ilk gün sonra) hastanın ayrı orta-geç foliküler fazlar sırasında planlanmış olmalıdır alanına (yaş).
1.. MRG Oturum
2.. İktal PET Oturum
3.. PET Veri İmar
4. PET Veri Analizi
NOT: Anatomik aşağıdaki sırayı takip İstatistiksel Parametrik Haritalama (SPM8) yazılımını kullanarak şablon uzaya görüntüleri standardize.
De dahil olmak üzere ağrı işlenmesi sırasında yapan çok sayıda ikili bölgelerin aktivitesini incelemek:
5. 3D-nöronavigasyon
6. 3D-Sürükleyici ve İnteraktif nöronavigasyon (3D-IIN)
Hasta 0-10 ağrı ölçekte 6 yoğunluğu ile, sağ temporal ve oksipital titreşimli baş ağrısı ile hastaneye başvurdu. O ancak aurasız, onun tipik migren baş ağrısı başlamıştı. Bu (iktal) PET oturumundan önce 5 saat uyanış üzerine başlatılan vardı ve o herhangi bir abortif farmakoterapide olmadan tahammül başardı. Bildiği kadarıyla, baş ağrısı herhangi bir tetikleyici faktör (örneğin, alkol, uyku yoksunluğu) tarafından uyarılmış değildi. Hiçbir otonomik semptomlar bildirilmiştir, fakat fotofobi ve phonophobia mevcut idi. Iktal PET oturumunun başlangıcında takiben baş ağrısı şiddetli yoğunluk seviyelerini (0-10 ağrı ölçekte 9) Çalışmaya 60 dakika ulaşan tırmandı; tarama oturumunun sonunda bulantı ve kusma ilerliyor. Başlangıca (interiktal faz) (Şekil 2) ile karşılaştırıldığında μOR BP ND azalış, spontan migren baş ağrısı (iktal faz) sırasında hastanın beyninde fark edildi. OradaSağ lateral dorsal (11, -19, -16:% 10.2) aşağıdaki talamus çekirdekler dahil endojen μ-opioid sisteminin ana ağrı-matris bölgelerde μOR BP ND patent azalmalar re, sağ medial dorsal (6, -17, -8:% 11.1), sağ orta hat (8, -19, -16: 27%), ve ventral anterior (9, -9, -12:% 12.0). Buna ek olarak, değişiklikler sağ anterior (8, 35, 14:% 13.7) bulundu ve posterior singulat korteks (-5, -44, 23:% 11.8) sol, sol kaudat vücut (-11, 6, 15: 12.0 %), medial pallidum (sağ: 16, -4, -3:% 16.2; left: -14, -4, -3:% 22.6), sol nükleus akumbens (-9, -11, -7:% 10.5 ) ve hipokampus (sağ: 30, -22, -14:% 12.6; left: -30, -22, -14:% 11,5). Sadece sol amigdala (: 11.7% -23, -4, -19) yılında μOR BP ND bir artış vardı. 4, -28, -6: beyin sapı, μOR BP Kuzey Dakota önemli iktal azalma periakuaduktal gri madde (PAG) (sağ kaudal rostral uzanan% 15.1; left: -2, -28, -6: 14.6 %) (Şekure 3). (:% 8.5; left: sağ 8.29%) Ancak, migren atağı sırasında μOR BP ND küresel hemisferik yüzde değişim mütevazı, μOR BP ND düşüşler beyindeki ağrı-matris yapılarına özgü olduğunu belirten .
Şekil 1.. Tam Sanal Gerçeklik bir Migrenöz Beyin 3D Veri Gezinme. İlk defa gerçek migren beyin veri beyinde μ-opioid reseptörleri (μOR BP ND) kullanılabilirliği sırasında ilgili (öğrenci, klinisyenler ve araştırmacılar tarafından) verileri üzerinden sınırsız navigasyonu içeren tamamen sürükleyici 3D sanal gerçeklik, keşfedilmeyi edildi in vivo migren baş ağrısı saldırı.
.. Şekil 2. in vivo bir Migren Baş Ağrısının μ-opioid Beyin Profili iktal fazı (alt sıra) - baş ağrısı aşaması - μ-opioid reseptör durumuna bir azalmayı göstermektedir ağrı-matris bölgelerinde (μOR BP ND) (Eşik değer, DV = 4.50). Bu sonuç, muhtemelen eden şiddetli baş ağrısı için düzenleyici bir yanıt olarak, migren atağı sırasında endojen μ-opioid serbest bir artışı temsil etmektedir. Anahtar kelimeler: talamus (Thal), nukleus akumbens (Nac), ve ön Cingular korteks (ACC).
Şekil 3. Midbrain / Pons / Medula μ-opioid reseptör Ulaşılabilirlik in vivo bir migren atağı sırasında. Iktal faz (sağsütun) - baş ağrısı aşaması - olmayan baş ağrısı aşaması - periakuaduktal gri madde (PAG) (Eşik değer, DV = 4.50), interiktal faz (sol sütun) ile karşılaştırıldığında olarak birlikte μ-opioid reseptör durumuna bir azalmayı göstermektedir. Anahtar kelimeler: PAG: r - rostral; m - medial; c - kaudal.
Bu olgu sunumunda, gerçek migren baş ağrısı beyin görüntüleme verileri μ-opioid reseptör durumuna (μOR BP ND) bir düşüş göstermiştir tamamen sürükleyici sanal 3D gerçeklik içinde, ilk kez araştırılmıştır. ΜOR BP ND azalma daha yüksek bir doluluk ve / ya da merkezi sinir sisteminde μ-opioid reseptörlerinin bir kayıp olduğunu göstermektedir. Interiktal tarama kıyasla iktal tarama sırasında ağrı-matris bölgelerde μOR BP ND akut azalmalar, daha az μORs yapma, devam eden ağrı düzenleyici bir tepki olarak μORs ile etkileşim endojen opioidlerin serbest bir sonucu olarak meydana gelmesi bekleniyor radyoişaretleyicinin erişilebilir.
Bizim iktal migren beyin çalışmada yenilik sanal gerçeklik içinde bir hastanın gerçek beyin verilerini araştırmak için yeni 3D nöronavigasyon yaklaşım yatıyor. PET radyotracer teknoloji μORs değişiklikleri ölçmek için kullanılan[11 C] Carfentanil ile kullanılabilirlik. Baş ağrısı olay sırasında incelendiğinde, Migrenlilerin beyinleri genellikle atak tetikleyici (örn.., Gliseroltrinitrar, photostimulation) 16,17, ya da spesifik bir uyarana (örneğin uyarılmış., Ağrı, fırça, ışık teknik talebinin altında şu taranır ve koku) 18-20. Tüm bu çalışmalar bozukluğu baş ağrısı aşamasında kortikal ve subkortikal hipereksitabilitenin ile ilişkili olduğu bilgiyi doğrulamıştır. Bununla birlikte, beyin protokollerdeki uyaranların bir bolluk, merkezi sinir sistemi üzerinde bir akut migren krizi tek etkinin anlaşılmasına bulut birden fazla faktörü getirmektedir. Eksojen stimülasyon varlığı olmadan önceki birkaç fonksiyonel çalışmalarda, bu tür hatta akut tedavisi sonra 22 sürebilen singulat korteks, hipotalamus ve beyin sapı 21, gibi alanlarda artan bölgesel serebral akışının gösterge yoktur. Şimdiye kadar, Uygulanan görüntüleme teknolojileri gibi endojen μ-opioid mekanizması, beyindeki en önemli analjezik kaynaklardan biri olarak migren krizi, katılan nörotransmiter / reseptör süreçlerin moleküler karakterizasyonu için izin vermedi. Ayrıca, bizim yöntem bu süreçler sanal ortamda 3D nöronavigasyon kullanarak keşfedilmeyi izin verdi.
Azalan ağrı düzenleyici sistem supra-spinal alanlara spinal dahil beyin boyunca μ-opioid reseptörleri aracılığıyla büyük ölçüde ağrı işleme düzenleyen karmaşık bir ağdır. Bu alanlar, bir endojen anti-nosisepsiyon, stres kaynaklı analjezi dahil olmak üzere bilinen ve opioid ilaçların eylem yaygın, kronik ağrı ve migren tedavisi için kullanılmaktadır. Aslında, migrenle ilişkili dural nörojenik damar genişlemesi morfin ile tamamıyla inhibe edilebilir ve daha sonra, opioid antagonisti nalokson ile tersine olduğunu belirten nörojenik üzerinde morfin etkisiinflamasyon μ-opioid reseptörlerinin aktivasyonu yolu ile 23, özellikle aracılık eder. İlginçtir, insanlarda endojen opioid / μORs bölgesel aktivasyon büyüklüğü ağrı deneyiminde 24 duyusal ve duygusal unsurları bastırmak için bireyin kapasitesi ile ilişkilidir.
Çalışmamızda, iktal aşamasında μ-opioid reseptör durumuna azalma gösterdi beyin bölgelerinin migren baş ağrısı deneyimi ve modülasyon hem elemanları sorumludur. Onlar ACC, talamus, bazal ganglionlar (örn.., NACC), hipokampus ve PAG vardır. Anormal trigeminal afferent trafik nedeniyle duyarlılık ek olarak, migren patofizyolojisi için, bir katı hipotez modülatör sisteminin işlev bozukluğudur. Bu durumda, ikinci / opioid reseptörlerinin yüksek bir ifade yoktur PAG gibi beyin sapı yapıları, çıkıntılar, verimsiz ASCE üzerindeki anti-nosiseptif etkiyi üreteceğiduyusal nöronlar nding. Buna ek olarak, diğer yapılar yüksek kortikal migrende ağrı bu hatalı-modülatör mekanizmasında yer alır. Yeni bir interiktal dinlenme-devlet çalışma ventrolateral PAG sağlıklı kontrollere karşı Migrenlilerin bağlantısındaki değişiklikleri ve modülatör ağrı sistemindeki (alt) çoğu kortikal yapıları bildirilen ve baş ağrısı ataklarının 13 frekans ile bu korelasyon. Bu çalışmada bulunan bağlantı değişikliklerle bölgeler kendi çalışma bulunan μOR BP ND değişikliklerle gibi aynıdır. Aynı PAG yeri aslen Migrenlilerde 14 mikro nöroplastisiteyi kapsayan olarak bildirilir ve burada saldırı sırasında μOR BP ND önemli bir azalma vardı.
Daha geniş serili ile yapılacak çalışmalar, bu olgu sunumunda bulguları onaylamak ve genişletmek için gereklidir. Sistem düzgün yanıt vermiyor, neden Örneğin, şu anda bilinmemektedirSık sık migren kliniklerinde öngörülen eksojen opioidlerin uzun süreli kullanımı ile ilgilidir. Bununla birlikte, bizim çalışma μ-opioid sisteminde bir migren baş ağrısının etkisi üzerine önemli mekanik bilgi sağlar ve bir roman sürükleyici 3D ve ilk kez interaktif nöronavigasyon (3D-IIN) yaklaşım kullanır. Gelecekte, bu keşif 3D yöntem araştırma ve klinikte hastaların beyinlerini inceleyerek için çok daha sürükleyici ve etkileşimli bir bakış açısı sağlayabilir.
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
- Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsü - K23 NS062946, Dana Vakfın Beyin ve Immuno-Görüntüleme Ödülü ve Migren Araştırma Vakfı Araştırma Bursu Ödülü Ulusal Sağlık Enstitüsü: Bu çalışma aşağıdaki hibe (DaSilva AF) tarafından desteklenmiştir. Yazarlar PET Merkezi Nükleer Tıp TECHNOLOGISTS (Jill M. Rothley, Edward J. McKenna, Andrew R. Weeden, Paul Kison ve Caitlin Hendricks) ve Fonksiyonel MR Laboratuvarı (Scott Peltier ve Keith Newnham) personelini kabul. Dr Alexandre DaSilva, baş araştırmacı çalışmada tüm verilere tam erişim vardı ve verilerin bütünlüğü ve veri analizi doğruluğu için sorumluluk alır. Yazarlar bu çalışmada, ilgili çıkar çatışması beyan ederim.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır