3D-Neuronavigation
1Headache & Orofacial Pain Effort (H.O.P.E.), Biological & Materials Sciences Department, University of Michigan School of Dentistry, 2Michigan Center for Oral Health Research (MCOHR), University of Michigan School of Dentistry, 3Translational Neuroimaging Laboratory, Molecular & Behavioral Neuroscience Institute, University of Michigan, 4PET Physics Section, Division of Nuclear Medicine, Radiology Department, University of Michigan, 53DLab, University of Michigan, 6Department of Obstetrics and Gynecology, University of Michigan
* These authors contributed equally

Published 6/02/2014
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Medicine
 

Summary

في هذه الدراسة، تقريرا عن الكتاب لأول مرة رواية-3D غامرة والتفاعلية Neuronavigation (3D-IIN) من خلال تأثير هجوم الصداع النصفي عفوية في نظام μ الأفيونية من دماغ المريض في الجسم الحي.

Cite this Article

Copy Citation

DaSilva, A. F., Nascimento, T. D., Love, T., DosSantos, M. F., Martikainen, I. K., Cummiford, C. M., et al. 3D-Neuronavigation In Vivo Through a Patient's Brain During a Spontaneous Migraine Headache. J. Vis. Exp. (88), e50682, doi:10.3791/50682 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

وهناك مجموعة متزايدة من البحوث، ولدت أساسا من الدراسات القائمة على التصوير بالرنين المغناطيسي، وتبين أن الصداع النصفي ويبدو أن تحدث، وربما يدوم، ويرجع ذلك إلى تغيير العمليات العصبية محددة في الجهاز العصبي المركزي. ومع ذلك، تفتقر إلى المعلومات بشأن تأثير الجزيئية لهذه التغيرات، وخصوصا على نظام الأفيونية الذاتية خلال الصداع النصفي، ولم يتم القيام به من خلال neuronavigation هذه التغييرات. هدفت هذه الدراسة إلى التحقيق، وذلك باستخدام 3D رواية غامرة وneuronavigation التفاعلية (3D-IIN) النهج، وانتقال μ الأفيونية الذاتية في الدماغ خلال هجوم الصداع النصفي في الجسم الحي. هذا هو دون شك واحدة من أكثر neuromechanisms المركزية المرتبطة مع تنظيم الألم، مما يؤثر على عناصر متعددة من تجربة الألم وتسكين. تم مسحها ضوئيا والإناث 36 عاما، الذي كان يعاني من الصداع النصفي مع لمدة 10 سنوات، في الصداع نموذجي (نشبي) وnonheadache (النشبات) مراحل الصداع النصفي باستخدام البوزيترون Emissايون التصوير المقطعي (PET) مع كارفينتانيل المشع الانتقائي [11 C]، الأمر الذي سمح لنا لقياس μ-الأفيونية توافر مستقبلات في الدماغ (المحتملة غير الملزمة displaceable - μOR BP ND). تم إنتاج المشع الحياة قصيرة كتبها سيكلوترون والكيميائية جهاز التوليف في الحرم الجامعي تقع على مقربة من منشأة التصوير. وكان من المقرر خلال مراحل منفصلة منتصف أواخر مسامي من دورة الطمث المريض على حد سواء بمسح الدائرة، والنشبات نشبي،. خلال الدورة PET نشبي صلت لها هجوم الصداع عفوية مستويات كثافة شديدة؛ تتقدم إلى الغثيان والقيء في نهاية الدورة المسح الضوئي. كانت هناك تخفيضات في μOR BP ND في مناطق الألم تغييري للنظام μ الأفيونية الذاتية خلال المرحلة نشبي، بما في ذلك القشرة الحزامية، النواة المتكئة (تحقق نموا مطردا)، المهاد (تال)، والمادة الرمادية محيط بالمسال (PAG)؛ مشيرا إلى أن μORs احتلت بالفعل الأفيونيات الذاتية صدرردا على الألم المستمر. على حد علمنا، هذه هي المرة الأولى التي يغير في μOR BP ND خلال هجوم الصداع النصفي تم neuronavigated باستخدام نهج 3D الرواية. يسمح هذا الأسلوب للبحث والتنقيب التعليمية التفاعلية للهجوم الصداع النصفي في تصوير الأعصاب بيانات المريض الفعلية ل.

Introduction

الصداع النصفي هو اضطراب الألم المزمن الذي يؤثر على العصب الثلاثي التوائم ما يقرب من 16٪ من النساء و 6٪ من الرجال في الولايات المتحدة وجميع أنحاء العالم 1-3. هجمات الصداع النصفي المتكررة لها تأثير على جزء كبير من وجود المريض، وإضعاف نوعية الحياة والأداء، وتكلف مليارات الدولارات في أيام الدراسة / العمل الضائعة واستخدام الرعاية الصحية 4. خلال الهجمات الصداع المنهكة، الذين يعانون في زيادة الحساسية لديهم ملحوظ مع الضارة (فرط التألم) وحتى المحفزات nonnoxious (آلام جلدية) 5.

النظام العصبي-μ الأفيونية هي واحدة من آليات الألم تغييري الذاتية الرئيسية في الدماغ. وتشارك في تنظيم التجريبية والسريرية إدراك الألم، وكذلك في عمل مسكن من المخدرات الأفيونية 6-9 التي ارتبطت مع chronification من نوبات الصداع النصفي 10. التطورات الحديثة في بوزيترون الانبعاثات توموgraphy (PET) والتصوير الجزيئي تسمح لدراسة الآليات الجزيئية الهامة في دماغ مرضى الألم المزمن في الجسم الحي 11. في هذه الدراسة، على الرغم من الخدمات اللوجستية تحديا من مزامنة ذو علاقة بالخط والمنهكة طبيعة الهجمات العرضية مع تعقيد PET / المشع إعداد الجلسة، تم استخدام 3D neuronavigation لأول مرة للتحقيق μOR توافر في مناطق الألم مصفوفة الرئيسية المريض الدماغ خلال الصداع النصفي عفوية.

عرض القضية

وقد التحق الإناث الآسيوية 36 عاما في الدراسة. قدمت لها تاريخ 10 سنة من الصداع النصفي مع هالة بصرية. وقع الصداع النصفي جانب اليمين بمعدل 12 يوما في الشهر، مع معتدلة إلى شدة الألم الشديد الذي من المقرر أن تستمر عادة لمدة 72 ساعة (إذا كان غير المعالجة أو المعالجة دون جدوى). كان هناك زيادة وتيرة هجمات الصداع حولها الدورة الشهرية، والتيكان نمط منتظم طوال فترة الدراسة. شملت الأعراض المصاحبة: الغثيان، والتقيؤ، والضياء، ورهاب الصوت. خلال الهجمات الصداع العادية أنها لم تقدم أي أعراض اللاإرادي. والعلاج، وكانت إدارة أعراض لها مع العلاج الدوائي فقط فاشلة، الذي يقوم على العقاقير المضادة للالتهاب غير الستيرويدية، وكانت هناك مؤشرات على الإفراط تناول الأدوية أو المواد الأفيونية. كان الفحص السريري خلال الزيارة فحص عادي ودون تشوهات، وكان استعراض النظم ضمن الحدود الطبيعية. وقالت انها كانت واحدة مع عدم وجود الأطفال، وكان لا يستخدم الدواء لمنع الحمل.

Protocol

يجب أن تتم الموافقة على الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسساتي المحلي، ولجنة بحوث المخدرات المشعة. موضوع البحث يعطي موافقة خطية أبلغ للمشاركة في الدراسة. وينقسم البروتوكول إلى ثلاث خطوات الزمني:

  1. دورة التصوير بالرنين المغناطيسي
  2. الدورة PET خلال المرحلة نشبي (الصداع) الصداع النصفي
  3. الدورة PET خلال المرحلة النشبات (لا صداع) من الصداع النصفي

المريض هو المسؤول عن ملء مذكرات الصداع، ويؤكد مع مجموعة أبحاث وقوع هجوم الصداع النصفي في يوم جلسة التصوير. كلا، النشبات ونشبي، ينبغي المقرر بمسح الدائرة خلال مراحل الجريبي منتصف أواخر منفصلة للمريض (بعد 5-10 أيام من اليوم الأول من الحيض)، والتي كانت تتبع في هذه الحالة ويحسب مقدما من قبل طبيب أمراض النساء ذوي الخبرة في مجال (سنة).

1. الدورة التصوير بالرنين المغناطيسي

  1. قبلالتقشير للتجربة
    1. قبل إعداد هذا الموضوع للمسح، فمن الضروري اتباع تعليمات السلامة المناسبة بسبب المجال المغناطيسي الماسح MR. يجب أن يكون جميع أفراد الدراسة قبل الدخول إلى غرفة إجراء MR خالية من المعادن.
    2. تقديم نسخة من نموذج الموافقة المستنيرة، وقعت سابقا من قبل المتطوعين خلال البحوث الفحص الأولي، إلى تقني MR.
  2. إعداد الموضوع لتفحص
    1. في يوم التصوير بالرنين المغناطيسي، اطلب من موضوع البحث لملء استمارة فحص سلامة التصوير بالرنين المغناطيسي. مطلوب هذا النموذج لأي التصوير بالرنين المغناطيسي التي اتخذت في جامعة ميتشيغان - الرنين المغناطيسي الوظيفي المختبر. الاستبيان يعزز أن هذا الموضوع هو أيضا خالية من المعدن وليس لديه حالة طبية تتطلب دراسة متأنية وخاصة (على سبيل المثال، شظايا معدنية الأجنبية، جهاز ميكانيكي / كهربائي مزروع).
    2. طمأنة المشاركين أن يفهم MR الإجراء، المخاطر والمنافع.
    3. Delivإيه أكمل نموذج الفحص إلى تقني MR الذين سيتم مساعدة في الإجراء.
  3. الحصول على التشريحية التصوير بالرنين المغناطيسي T1 المرجحة خلال المرحلة النشبات للمريض على الماسح الضوئي 3 تسلا.
    1. استخدام المعلمات التسلسل التالي لاقتناء التصوير بالرنين المغناطيسي:
      • وأشار أ. المحورية مدلل-التدرج (SPGR) اقتناء 3D
      • B. عرض النطاق الترددي = 15.63
      • الوقت C. التكرار [TR] = 9.2 ميللي ثانية
      • الوقت D. صدى [TE] = 1.9 ميللي ثانية
      • إعداد الانتعاش E. عكس 500 ميللي ثانية
      • F. زاوية الوجه = 15 درجة
      • G. 25/26 فوف
      • H. عدد الإثارات [NEX] = 1
      • I. 144 شرائح متجاورة
      • J. 1.0 مم سماكة شريحة
      • K. 256 × 256 مصفوفة

2. نشبي الدورة PET

  1. التحضير للتجربة
    1. قبل التأكد من الفحص في مستشفى الجامعة، اتصل هذا الموضوع للتحقق من الذي فتاهبورصة عمان من الدورة الشهرية وقالت انها سوف تكون في يوم الفحص. فمن المستحسن لإجراء مسح PET خلال المرحلة الجرابية منتصف أواخر (5-10 أيام التالية الطمث ظهور نزيف).
    2. تقديم طلب إلى المستشفى لإنتاج [11 C] كارفينتانيل، وهو المشع الحياة قصيرة مع تقارب انتقائية لمستقبلات μ-الأفيونية، وذلك باستخدام السيكلوترون في محيط الفحص. يجب أن تنتج التتبع 2 ساعة قبل الفحص.
    3. في يوم الفحص PET نشبي المحتملة، اتصل موضوع 2 ساعة قبل الموعد لتأكيد وجود هجوم الصداع النصفي عفوية. إذا هجوم الصداع النصفي هو الحاضر، تحقق من صحة التشخيص الصداع النصفي التالية التصنيف الدولي للاضطرابات الصداع. بعد التشخيص، وأؤكد أن المشارك قادرا على الحصول بأمان إلى المستشفى للخضوع لعملية الفحص. توفير وسائل النقل إذا كان الموضوع ليس قيادة مريحة أو إذا لم يكن هناك سائق المعين هو متاح.
  2. إعداد سوbject للسكان
    1. عند وصول المشاركين في المستشفى، ومرافقة لها إلى جناح PET لإعادة التصديق التشخيص استنادا إلى التصنيف الدولي للاضطرابات الصداع. قبل الفحص، إجراء اختبار البول المخدرات للتأكد من أن هذا الموضوع لم يكن تناول أي مادة يمكن أن تتفاعل مع كارفينتانيل التتبع [11 C]، يعقبه اختبار الحمل البول.
    2. نؤكد من جديد أن المشارك يفهم الإجراء PET، والمخاطر والفوائد.
    3. تسليم نسخة من نموذج الموافقة المستنيرة، وقعت سابقا من قبل المتطوعين البحوث خلال الفحص الأولي، إلى تقني الطب النووي.
    4. بعد توجيه تقني الطب النووي، ومساعدة تسوية الموضوع في الماسح الضوئي.
    5. وهذا الموضوع يخضع 1 90 دقيقة مسح PET باستخدام HR سيمنز + الماسح الضوئي في وضع 3D (صور بناؤها لديهم العرض الكامل في نصف كحد أقصى (FWHM) من القرار ~ مم 5.5 مم في الطائرة و 5.0 محوريا).
    6. <لى> لكل [11 C] جرعة كارفينتانيل (555 من MBq ≤ 0.03 ميكروغرام / كلغ)، ويدير خمسين في المئة كما بلعة مع ما تبقى غرست بشكل مستمر على مدى الفحص لتحقيق مستويات التتبع المستمر للدولة ما يقرب من 35 دقيقة بعد تناوله التتبع .
    7. الدورة PET النشبات.
    8. كرر الخطوات من 2،2-2،6 خلال المرحلة غير الصداع.

3. إعادة الإعمار البيانات PET

  1. إعادة بناء الصور باستخدام خوارزميات PET التفاعلية إلى 128 × 128 بكسل المصفوفة في حقل قطرها 28.8 سم الرؤية (فوف).
  2. الحصول على 21 إطارات الصور وشارك في تسجيل مع بعضها البعض لتصحيح الحركة أثناء الفحص.
  3. الحصول على نقل 6 دقائق (مصدر 68Ge) مسح قبل PET المسح لأغراض تصحيح التوهين.
  4. تحويل البيانات صورة ديناميكية لكل المسح على أساس فوكسل تلو فوكسل إلى مجموعتين من الصور حدودي (10 - 40 دقيقة):
    1. استخدام مقياس النقل التتبع (K1 راتيس) لإجراءات coregistration والتطبيع؛ و
    2. استخدام مقياس المتعلقة مستقبلات، BP ND، بما يتناسب مع Bmax (تركيز مستقبلات) لتقسيم بواسطة دينار كويتي (مستقبلات تقارب).
  5. تقدير هذه التدابير باستخدام تحليل لوجان الرسومية تستند المنطقة الإسناد مع القشرة القذالي باعتبارها المرجعية المنطقة 12.

4. تحليل البيانات PET

ملاحظة: تشريحيا توحيد الصور في الفضاء باستخدام قالب حدودي رسم الخرائط الإحصائية (SPM8) البرامج التالية تسلسل أدناه.

  1. شارك في تسجيل وفحص بالاشعة K1 MR.
  2. تطبيع مسح MR لمعهد مونتريال العصبية (MNI) قالب الدماغ باستخدام DARTEL.
  3. تطبيق المصفوفة الناتجة تشوه إلى الصور PET.
  4. تحقق التعاون ودقة تسجيل التطبيع بمقارنة تحولت MR PET والصور إلى القالب الأطلس MNI.
  5. المنطقة الاهتمام (ROI) التحليل.

    دراسة النشاط من عدة مناطق الثنائية التي تعمل أثناء معالجة الألم، بما في ذلك:

    • A. الأمامي / وسطي / الخلفي الحزامية
    • B. العزل
    • C. الحصين
    • D. اللوزة
    • رئيس E. المذنبة / جسم
    • F. النواة المتكئة
    • G. Putamen
    • H. الجانبي / وسطي الكرة الشاحبة
    • نوى أولا المهاد (الأمامي بطني، بطني الخلفي الجانبي / وسطي، الخلفية الجانبية، خط الوسط، الظهرية الجانبية / وسطي)
    • J. محيط بالمسال المادة الرمادية (PAG)
    1. تحديد MarsBaR (في الفضاء موحدة لكل من هذه المناطق، مع استثناء من تسيران تسيران على توليد العائد على الاستثمار من خلال وضع 3 مم في المجال الإحداثيات: الحق: 4، -28، -6، واليسار:. -2، -28 ، -6. وقد تبين هذا الموقع تسيران سبق أن التعديلات diffusional والاتصال في المرضى الذين يعانون من الصداع النصفي مقارنة مع الاصحاء 13،14.
      ملاحظة: دراسات تجارب الاختبار مع [11 C] كارفينتانيل تظهر استنساخ التدابير BP ND من جيد إلى أقل من 10٪، مع معظم المناطق القشرية يجري 3-5٪ 15. يلاحظ أكبر معامل الاختلاف (تغ = Std.Dev. / متوسط) عادة في المناطق التي تشهد أدنى ملزم، ولكن، حتى في المناطق القشرية مع أدنى ملزم BP ND COV كانوا ~ 0.5. وبالتالي، والتغيرات في نسبة العائد على الاستثمار μOR BP ND بين بالاشعة تعتبر فقط كبيرة كما هو الحال عندما فوق 10٪.

    5. 3D-Neuronavigation

    1. تستعد لتجربة 3D-IIN
      1. تنظيم البيانات الواردة في NIfTI تنسيق البيانات الحجمي كما كومة من الصور ذات الكثافة وتفعيل مستويات تعريفها بأنها 16 بت.
      2. ارتداء نظارات المصراع النشط LCD لتمكين الوقت متتابعة تأثير 3D مجسمة. النظارات مصراع تعمل من خلال حجب عين واحدة في حين يظهر على الصورة لعرض العين الأخرى على الشاشة. ثم تكرر هذه العملية للعين الأخرى. هذا shutteriيحدث تأثير نانوغرام في 110 هرتز.
      3. استخدام عصا التحكم للتفاعل مع محاكاة بعد أن أوعز على استعمالها.
      4. تجهيز النظارات مصراع وعصا التحكم مع علامات عاكسة لتمكين تتبع 6DOF الدقيق للكائنات في الفضاء عبر نظام التقاط الحركة VICON.
    2. عرض Aubject تفعيل البيانات
      1. استخدام ملفات XML التكوين لتحديد تعيينات لون الكثافة وتفعيل المستويات، والتي يتم تحميلها عند بدء التطبيق وتقاسمها مع كل كمبيوتر في الكتلة.
      2. الحصول على الخلايا الحجمي 3 الابعاد من NIfTIdata قدمت مجموعة من الوظائف عن طريق التحميل الداخلية الوداجي في و"Niftilib" مكتبة البرمجيات مفتوحة المصدر.
      3. مشاركة الناتجة خلايا الحجمي مع كل كمبيوتر في الكتلة لتحسين سرعة.
      4. تفسير الخلايا الحجمي من قبل تظليل بينغل (GLSL) التي تجري يسيرون راي وعرض من voxels مع اختلاف الألوان والورق الشفاف يحددهاتعيين لون ملفات التكوين XML المشتركة سابقا.
    3. الحصول على موقع من خلال نظام VICON واستخدام هذا لتحديث وجهات نظر رسمها البيانات الحجمي على كل شاشة.
    4. سجل التفاعلات واستخدامها لضبط وخفض الطائرات من خلال البيانات من أجل التنقل في الفضاء الافتراضي بشكل حيوي.

    6. 3D-غامرة والتفاعلية Neuronavigation (3D-IIN)

    1. بيانات تفعيل الموضوع مخزن في تنسيق البيانات NIfTI، وهو نوع بيانات الحجمي أن يتم تفسير استخدام المكتبة Niftilib.
    2. الحصول على التفاعلات وموقع من خلال نظام تتبع VICON، جهاز جويستيك، وإدخال إيمائية. استخدام هذه المعلومات لضمان يمثل الصورة المعروضة وجهة نظر صحيحة، والسماح في الوقت الحقيقي للاستكشاف مجموعة البيانات، وتمكين التحكم الديناميكي لمدة تصل إلى 3 طائرات القطع التعسفي باستخدام حركات مألوفة ومخططات التحكم (الشكل 1).

Representative Results

المريض قدم إلى المستشفى مع الحق الزمانية والقذالي صداع النابض، مع شدة 6 على مقياس الألم 0-10. كانت الحاجة لها نموذجية الصداع النصفي، ولكن من دون هالة. وقد بدأت عند الاستيقاظ 5 ساعة قبل (نشبي) الدورة PET، وتمكنت من تحمل ذلك دون أي الدوائي فاشلة. لعلمها، لم يكن أثار الصداع بأي كعامل مؤثر (على سبيل المثال، الكحول والحرمان من النوم). تم الإبلاغ عن أي أعراض اللاإرادي، ولكن كان الضياء ورهاب الصوت الحالي. بعد بدء الدورة PET نشبي تصاعدت شدة الصداع، والوصول إلى مستويات شديدة (9 على مقياس الألم 0-10) 60 دقيقة في الدراسة؛ تتقدم إلى الغثيان والقيء في نهاية الدورة المسح الضوئي. وقد لوحظ انخفاض في μOR BP ND في دماغ المريض أثناء الصداع النصفي عفوية (المرحلة نشبي)، بالمقارنة مع خط الأساس (المرحلة النشبات) (الشكل 2). هناك ونحنإعادة تخفيضات براءات الاختراع في μOR BP ND في مناطق الألم مصفوفة الرئيسي للنظام μ الأفيونية الذاتية، بما في ذلك نواة المهاد التالية: الظهري الجانبي الأيمن (11، -19، -16: 10.2٪)، الظهرية وسطي الحق (6، -17، -8: 11.1٪)، خط الوسط الأيمن (8، -19، -16: 27٪)، والأمامية البطنية (9، -9، -12: 12.0٪). بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على تغيرات في الجزء الأمامي الأيمن (8، 35، 14: 13.7٪) واليسار الخلفي القشرة الحزامية (-5، -44، 23: 11.8٪)، والجسم الأيسر المذنبة (-11، 6، 15: 12.0 ٪)، وسطي الشاحبة جلوبس (اليمين: 16، -4، -3: 16.2٪؛ اليسار: -14، -4، -3: 22.6٪)، المتكئة نواة اليسار (-9، -11، -7: 10.5٪ )، وقرن آمون (يمين: 30، -22، -14: 12.6٪؛ اليسار: -30، -22، -14: 11.5٪). كان هناك زيادة في μOR BP ND فقط في اللوزة اليسرى (-23، -4، -19: 11.7٪). في جذع الدماغ، والحد نشبي كبيرة في μOR BP ND امتدت من منقاري إلى الذيلية محيط بالمسال الرمادي المسألة (PAG) (الحق: 4، -28، -6: 15.1٪؛ اليسار: -2، -28، -6: 14.6 ٪) (الشكللدى عودتهم 3). ومع ذلك، كانت التغييرات مئوية في نصف الكرة الغربي العالمي في μOR BP ND خلال الهجوم الصداع النصفي متواضعة (يمين: 8.5٪؛ اليسار: 8.29٪)، مشيرا الى ان الانخفاضات في μOR BP ND كانت محددة للهياكل الألم مصفوفة في الدماغ .

الشكل 1
الشكل 1. الواقع الافتراضي كامل ملاحة بيانات 3D من شقيقي الدماغ. لأول مرة تم استكشاف البيانات الفعلية الصداع النصفي تصوير الأعصاب في الواقع الافتراضي 3D غامرة تماما، والتي تشمل الملاحة غير المقيد من خلال البيانات (من قبل الطلاب والأطباء والباحثين) بشأن توافر المستقبلات الأفيونية μ (ND μOR BP) في الدماغ خلال الهجوم الصداع النصفي في الجسم الحي.

الرقم 2 . يظهر انخفاضا في توافر مستقبلات μ-الأفيونية (ND μOR BP) في مناطق الألم مصفوفة (قيمة عتبة، - الشكل 2 الملف الدماغ μ الأفيونية من الصداع النصفي في الجسم الحي المرحلة نشبي (الصف السفلي) - مرحلة الصداع DV = 4.50). هذه النتيجة ربما يمثل زيادة في الذاتية الإفراج μ الأفيونية خلال هجوم الصداع النصفي، وكرد فعل التنظيمية للصداع شديد مستمر. الكلمات الرئيسية: المهاد (تال)، النواة المتكئة (NAC)، والقشرة الأمامية سينجيولار (ACC).

الرقم 3
الرقم 3. الدماغ المتوسط ​​/ بونس / النخاع μ-الأفيونية مستقبلات غرف شاغرة في هجوم الصداع النصفي في الجسم الحي. المرحلة نشبي (يمينعمود) - مرحلة الصداع - يظهر انخفاضا في توافر مستقبلات μ-الأفيونية على طول محيط بالمسال الرمادي المسألة (PAG) (قيمة عتبة، DV = 4.50)، بالمقارنة مع المرحلة النشبات (العمود الأيسر) - مرحلة عدم الصداع. الكلمات الرئيسية: PAG: ص - منقاري؛ م - وسطي؛ ج - الذيلية.

Discussion

في هذا التقرير الحالة، تم استكشاف البيانات تصوير الأعصاب الصداع النصفي الفعلية للمرة الأولى، في غامرة تماما الواقع الافتراضي 3D، والتي أظهرت انخفاضا في μ-الأفيونية مستقبلات توافر الغرف (BP μOR ND). تخفيضات في μOR BP ND يعني أن هناك الإشغال العالي و / أو فقدان مستقبلات μ الأفيونية في الجهاز العصبي المركزي. ، ومن المتوقع أن تحدث نتيجة لاطلاق سراح الأفيونيات الذاتية التفاعل مع μORs كرد التنظيمية لآلام مستمرة، مما يجعل أقل μORs تخفيضات حادة في μOR BP ND في مناطق الألم مصفوفة أثناء الفحص نشبي بالمقارنة مع الفحص النشبات الوصول إلى المشع.

حداثة نشبي دراستنا تصوير الأعصاب الصداع النصفي يكمن في النهج الجديد neuronavigation 3D للتحقيق في الدماغ البيانات الفعلية المريض في الواقع الافتراضي. تم استخدام تقنية PET المشع لقياس التغيرات في μORsتوافر مع [11 C] كارفينتانيل. عندما درست خلال هذا الحدث الصداع، وعادة ما تفحص أدمغة migraineurs بعد الزناد الهجوم (على سبيل المثال، غليسريل، ضوئي) 16،17، أو تحت الطلب التقنية من التحفيز أثار محددة (على سبيل المثال، والألم، وفرشاة، وعلى ضوء ، والرائحة) 18-20. كل تلك الدراسات تثبت العلم بأن اضطراب يرتبط مع فرط الاستثارية القشرية وتحت القشرية خلال مرحلة الصداع. ومع ذلك، مثل عدد كبير من المحفزات في البروتوكولات تصوير الأعصاب ويدخل العوامل المتعددة التي تلقي بظلالها فهمنا لتأثير الوحيد للهجوم الصداع النصفي الحاد على الجهاز العصبي المركزي. من عدد قليل من الدراسات الفنية السابقة دون وجود التحفيز الخارجية، هناك إشارة إلى زيادة تدفق الدماغي الإقليمية في مجالات مثل القشرة الحزامية، تحت المهاد، والدماغ 21، والتي يمكن أن تستمر حتى بعد العلاج الحاد 22. حتى اليوم، وتكنولوجيات تصوير الأعصاب تطبيقها لم يسمح للالتوصيف الجزيئي للعمليات العصبي / مستقبلات تشارك في الهجوم الصداع النصفي، مثل آلية μ الأفيونية الذاتية، واحدة من أهم الموارد مسكن في الدماغ. علاوة على ذلك، سمح أسلوبنا هذه العمليات من يكتشفها باستخدام 3D neuronavigation في بيئة افتراضية.

نظام تغييري الألم الهابطة هو عبارة عن شبكة معقدة الذي ينظم معالجة الألم إلى حد كبير عن طريق مستقبلات μ الأفيونية في جميع أنحاء الدماغ، بما في ذلك العمود الفقري إلى مناطق فوق والعمود الفقري. وتعرف هذه المناطق أن تشارك في الذاتية المضادة للحس الألم، التوتر الناجم عن وعي، والعمل من المخدرات الأفيونية المستخدمة عادة لعلاج الألم المزمن والصداع النصفي. في الواقع، فإن توسع الأوعية العصبية الجافية المرتبطة بالصداع النصفي يمكن تحول دون المورفين، وبعد ذلك عكس من قبل خصم النالوكسون الأفيونية، مشيرا إلى أن آثار المورفين على العصبيةيتم بوساطة التهاب تحديدا عن طريق تنشيط مستقبلات μ-الأفيونية 23. ومن المثير للاهتمام، ويرتبط حجم الأفيونية / μORs التنشيط الإقليمية الذاتية في البشر لقدرة الفرد على قمع العناصر الحسية والوجدانية للتجربة الألم 24.

في دراستنا، ومناطق الدماغ التي أظهرت تخفيضات في μ الأفيونية مستقبلات توافر خلال المرحلة نشبي هي المسؤولة عن كل من عناصر الخبرة الصداع النصفي والتشكيل بها. هم ACC، المهاد، العقد القاعدية (على سبيل المثال، تحقق نموا مطردا)، الحصين، وتسيران. بالإضافة إلى توعية غير طبيعية بسبب حركة المرور وارد مثلث التوائم، فرضية واحدة صلبة لالصداع النصفي الفيزيولوجيا المرضية هو خلل في نظام تغييري. في هذه الحالة والتوقعات من / إلى هياكل الدماغ، مثل PAG، حيث هناك تعبير عالية من مستقبلات المواد الأفيونية، من شأنها أن تنتج بكفاءة تأثيرها مكافحة مسبب للألم على ASCEnding الخلايا العصبية الحسية. بالإضافة إلى ذلك، تشارك الهياكل القشرية العالي الأخرى في هذه الآلية الألم تغييري خلل في الصداع النصفي. أفادت دراسة للدولة يستريح النشبات الأخيرة تغييرات في اتصال من migraineurs مقابل الاصحاء في تسيران بطناني وأكثر من (الفرعية) الهياكل القشرية في النظام الألم تغييري وترتبط هذه مع وتيرة الهجمات الصداع 13. المناطق مع تغيرات الاتصال وجدت في هذه الدراسة هي نفس تلك مع التغيرات في μOR BP ND جدت في الدراسة الخاصة بنا. وذكر موقع PAG نفس الأصل كما تشمل المرونة العصبية المجهرية في migraineurs 14، وكان هنا نقصا كبيرا في μOR BP ND خلال الهجوم.

مزيد من الدراسات مع الأفواج الكبيرة التي تكون ضرورية لتأكيد وتوسيع النتائج المعروضة في هذا التقرير حالة. على سبيل المثال، أنه من غير المعروف حاليا لماذا لا يستجيب النظام بشكل صحيحلاستخدام على المدى الطويل من المواد الأفيونية الخارجية المنصوص عليها في كثير من الأحيان في العيادات الصداع النصفي. على الرغم من ذلك، يوفر دراستنا معلومات هامة الآلية، على أثر الصداع النصفي في نظام μ الأفيونية، ويستخدم 3D رواية غامرة وneuronavigation التفاعلية (3D-IIN) نهج للمرة الأولى. في المستقبل، يمكن لهذا الأسلوب 3D استكشافية توفير منظور أكثر بكثير غامرة وتفاعلية لفحص أدمغة المرضى في البحوث والعيادة.

Disclosures

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgements

وأيد هذا العمل عن طريق المنح التالية (DaSilva AF): المعهد الوطني للصحة - المعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية - K23 NS062946، الدماغ مؤسسة دانا والمناعية التصوير جائزة، وجائزة بحوث مؤسسة أبحاث الصداع النصفي غرانت. والكتاب يعترف مركز الطب النووي التكنولوجيين PET (جيل M. روثلي، إدوارد J. ماكينا، أندرو ر Weeden، بول كيسون، وكاتلين هندريكس) وموظفي مختبر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (سكوت بلتيير وكيث نيونهام). وكان الدكتور ألكسندر DaSilva، الباحث الرئيسي، الوصول الكامل إلى جميع البيانات في الدراسة، ويأخذ المسؤولية عن سلامة البيانات ودقة في تحليل البيانات. الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح ذات الصلة لهذه الدراسة.

References

  1. Stewart, W. F., Shechter, A., Rasmussen, B. K. Migraine prevalence. A review of population-based studies. Neurology. 44, (1994).
  2. Lipton, R. B., Silberstein, S. D., Stewart, W. F. An update on the epidemiology of migraine. Headache. 34, 319-328 (1994).
  3. Lipton, R. B., Bigal, M. E. Migraine: epidemiology, impact, and risk factors for progression. Headache. (2005).
  4. Hu, X. H., Markson, L. E., Lipton, R. B., Stewart, W. F., Berger, M. L. Burden of migraine in the United States: disability and economic costs. Arch Intern Med. Arch Intern Med. 159, 813-818 (1999).
  5. Lipton, R. B. Cutaneous allodynia in the migraine population. Ann Neurol. 63, 148-158 (2008).
  6. Fields, H. L. Understanding how opioids contribute to reward and analgesia. Reg Anesth Pain Med. 32, 242-246 (2007).
  7. Opioid Therapy for Migraine. Headache: The Journal of Head and Face Pain. 47, 1371-1372 (2007).
  8. Menon, S., et al. The human mu-opioid receptor gene polymorphism (A118G) is associated with head pain severity in a clinical cohort of female migraine with aura patients. The journal of headache and pain. 13, 513-519 (2012).
  9. Drinovac, V., Bach-Rojecky, L., Matak, I., Lackovic, Z. Involvement of mu-opioid receptors in antinociceptive action of botulinum toxin type A. Neuropharmacology. 70, 331-337 (2013).
  10. Lipton, R. B., Bigal, M. E. Opioid therapy and headache: a cause and a cure. Neurology. 62, 1662-1663 (2004).
  11. Harris, R. E., et al. Decreased central mu-opioid receptor availability in fibromyalgia. J Neurosci. 27, 10000-10006 (2007).
  12. Logan, J., et al. Distribution volume ratios without blood sampling from graphical analysis of PET data. J Cereb Blood Flow Metab. 16, 834-840 (1996).
  13. Mainero, C., Boshyan, J., Hadjikhani, N. Altered functional magnetic resonance imaging resting-state connectivity in periaqueductal gray networks in migraine. Ann Neurol. 70, 838-845 (2011).
  14. DaSilva, A. F., et al. Interictal alterations of the trigeminal somatosensory pathway and periaqueductal gray matter in migraine. Neuroreport. 18, 301-305 (2007).
  15. Hirvonen, J., et al. Measurement of central mu-opioid receptor binding in vivo with PET and [11C]carfentanil: a test-retest study in healthy subjects. European journal of nuclear medicine and molecular imaging. 36, 275-286 (2009).
  16. Cao, Y., Aurora, S. K., Nagesh, V., Patel, S. C., Welch, K. M. Functional MRI-BOLD of brainstem structures during visually triggered migraine. Neurology. 59, 72-78 (2002).
  17. Afridi, S. K., et al. A PET study exploring the laterality of brainstem activation in migraine using glyceryl trinitrate. Brain. 128, 932-939 (2005).
  18. Moulton, E. A., et al. Painful heat reveals hyperexcitability of the temporal pole in interictal and ictal migraine States. Cereb Cortex. 21, 435-448 (2011).
  19. Burstein, R., et al. Thalamic sensitization transforms localized pain into widespread allodynia. Ann Neurol. 68, 81-91 (2010).
  20. Denuelle, M., et al. A PET study of photophobia during spontaneous migraine attacks. Neurology. 76, 213-218 (2011).
  21. Denuelle, M., Fabre, N., Payoux, P., Chollet, F., Geraud, G. Hypothalamic activation in spontaneous migraine attacks. Headache. 47, 1418-1426 (2007).
  22. Weiller, C., et al. Brain stem activation in spontaneous human migraine attacks. Nat Med. 1, 658-660 (1995).
  23. Williamson, D. J., et al. Role of opioid receptors in neurogenic dural vasodilation and sensitization of trigeminal neurones in anaesthetized rats. Br J Pharmacol. 133, 807-814 (2001).
  24. Zubieta, J. K., et al. Regional mu opioid receptor regulation of sensory and affective dimensions of pain. Science. 293, 311-315 (2001).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats