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深部腦刺激 (DBS) 已成為晚期帕金森病患者越來越普遍的治療方法，但該手術(shù)仍存在重大風險。一種執(zhí)行兩種類型的光譜學的新探針可以通過幫助醫(yī)生更準確地在大腦內(nèi)部導航儀器來使程序更安全并提高成功率。研究小組使用主成分分析 (PCA) 識別白質(zhì)和灰質(zhì)，證明光譜測量適用于神經(jīng)導航。

對于 DBS，外科醫(yī)生在大腦中放置電極以破壞導致與晚期帕金森氏病相關(guān)的衰弱性震顫和僵硬的錯誤信號。對于不再受益于可用藥物的患者來說，它可能是一種非常有效的治療方法，但將電極放置在錯誤的位置會降低療效并導致心理障礙。

來自魁北克 CERVO 大腦研究中心(拉瓦爾大學)的 Mireille Quémener 將在 2023 年 4 月 23 日至 27 日在不列顛哥倫比亞省溫哥華舉行的生物光子學大會上詳細介紹這項新研究。

“改進 DBS 電極插入的神經(jīng)外科指導將簡化手術(shù)過程，減少手術(shù)時間，降低整體健康治療成本并防止不良神經(jīng)心理后果，”Quémener 說。

實時導航支持

DBS 是一個分為兩部分的手術(shù)，包括一個將電極放置在大腦特定部位的手術(shù)和第二個植入電池組的手術(shù)，該電池組將電流輸送到電極。對于第一個程序，醫(yī)生通常依靠術(shù)前磁共振成像 (MRI) 掃描來計劃插入電極的位置。然而，這有時會導致放置不準確，因為在通過頭骨鉆孔的過程中，大腦可能會移動多達 2 毫米。

在這項新工作中，研究人員創(chuàng)建了一個 DBS 電極，該電極通過光學探針得到增強，可在插入過程中對腦組織執(zhí)行相干反斯托克斯拉曼散射光譜 (CARS) 和漫反射光譜 (DRS)。該探頭安裝在 DBS 電極內(nèi)，包含兩根用于 CARS 和 DRS 照明的光纖，以及用于收集信號的第三根光纖。一旦電極到達目標位置，光學探頭就可以在電極停留在原位的同時。

確認準確性

為了測試新探針，神經(jīng)外科醫(yī)生用它在人類尸體大腦的六個區(qū)域植入電極。CARS 和 DRS 測量值是在大腦的兩個半球中的每一個中沿著 50 毫米的總長度收集的。手術(shù)結(jié)束后，研究人員提取了大腦，并目視識別了探針穿過的白質(zhì)和灰質(zhì)。