Hochtechnologie und Roboter für Gehirnpathologien. Technologische Innovationen in den Neurowissenschaften

Ein Strahlentherapieroboter „schaltet“ den Schmerz einer Trigeminusneuralgie aus. Dieses Instrumentarium, das im italienischen Diagnosezentrum (CDI) in Mailand erhältlich ist, ist eine der medizinischen Technologien, die auf der heute im CDI veranstalteten internationalen Konferenz vorgestellt werden. Außerdem ist von Ultraschall und Lasern gegen Hirntumoren, einer innovativen drahtlosen Computer-Gehirn-Schnittstelle und Rehabilitation mit virtueller Realität die Rede

Mailand, 11. November 2015 – Mehr als 90 % der Patienten mit Trigeminusneuralgie, die im italienischen Diagnosezentrum in Mailand mit Cyberknife, einem innovativen Strahlentherapieroboter, behandelt wurden, wurden von den durch diese Pathologie verursachten Schmerzen befreit. Dank der Verwendung von Strahlung hat dieses Instrument für Patienten den großen Vorteil, dass es nicht invasiv wie eine Operation ist und keine Medikamente benötigt. Dies ist ein wichtiger Fortschritt in der Behandlung dieser Pathologie, die einen Nerv im Gesicht betrifft und durch so starke Schmerzen gekennzeichnet ist, dass sie in der Volkstradition als „Selbstmordkrankheit“ bekannt ist und als einzige Möglichkeit verstanden wird, sich davon zu befreien das Leid, das damit einhergeht.

Die Ergebnisse dieser Behandlung sind eines der interessantesten wissenschaftlichen Themen, die heute auf der Konferenz mit dem Titel „Internationaler Fokus auf Neurotranslation“ vorgestellt werden, die vom italienischen Diagnosezentrum gefördert wird und Experten aus den USA, Frankreich, Italien, der Türkei und vielen anderen Ländern zusammenbringt . Länder. Länder der Welt, um darüber zu diskutieren, wie die futuristischsten Grenzen der Wissenschaft in Technologien umgesetzt werden können, die das Wissen über das Gehirn sowie die Diagnose und Therapie von Krankheiten, die es betreffen können, verbessern können.

Zu den Rednern der Konferenz zählt auch John Adler, Professor an der Stanford University (USA) und Erfinder des Cyberknife. Das Instrument ist ein echtes virtuelles „Skalpell“, das Strahlung nutzt: Es besteht in Wirklichkeit aus einem Linearbeschleuniger, der auf einem mobilen Roboterarm montiert ist, der sich in alle Richtungen um den Patienten bewegen kann, bis er in 1.500 Metern Höhe platziert werden kann Positionen. anders.

Zu den technologischen Innovationen, die auf der vom CDI geförderten Konferenz vorgestellt wurden, gehören neben Cyberknife auch der Einsatz von Ultraschall und Laser zur Bekämpfung von Hirntumoren; neue Fortschritte in der Magnetresonanz und der Computertomographie, die es ihnen ermöglichen, auf mikroskopischer Ebene zu „sehen“ und leichte Veränderungen im Gehirn, die für sie bisher unsichtbar waren; Werkzeuge, um das Gehirn direkt mit dem Computer zu verbinden und Gedanken in Befehle für Maschinen und Geräte zu „übersetzen“; Roboterwerkzeuge und Virtual-Reality-Maschinen für die Rehabilitation neurologischer Traumata.

Radiochirurgie des Trigeminusnervs
Das Cyberknife sendet etwa 150 Millimeter dicke Strahlungsstrahlen präzise auf den betroffenen Trigeminusnerv und „schaltet“ so die Schmerzen aus, unter denen der Patient chronisch leidet.

Da die Behandlung nicht-invasiv ist, ist außerdem kein Krankenhausaufenthalt erforderlich und der Patient kann nach der Sitzung nach Hause zurückkehren. Sechs Monate nach dem Eingriff verspüren mehr als 90 % der behandelten Patienten keine Schmerzen oder haben nur sporadische und leichte Beschwerden. Die Inzidenz von Komplikationen ist viel geringer als bei herkömmlichen Eingriffen (keine Mortalität, keine Fälle von Blutungen oder Infektionen, Komplikationen sind sehr selten)

Nach Angaben des American Institute of Public Health (National Institute of Health) sind jedes Jahr 1,2 von 10.000 Menschen von einer Trigeminusneuralgie betroffen. Daher wird geschätzt, dass in Italien jedes Jahr mehr als 7.000 neue Fälle auftreten.

Ultraschall-, Laser- und Radiochirurgie: nicht-invasive Waffen gegen Hirntumoren
Durch hochintensiven fokussierten Ultraschall kann ein Hirntumor gezielt erhitzt werden, bis er „brennt“ und so beseitigt werden, ohne dass der Schädel geöffnet werden muss. Während dieses Prozesses wird mithilfe einer thermischen MRT überprüft, ob die Hitze begrenzt ist und gesundes Gehirngewebe erhalten bleibt. Parallel zu dieser Technik werden Behandlungen entwickelt, bei denen Laser zur Beseitigung von Tumoren eingesetzt werden.

Zusammen mit Lasern und Ultraschall stellt die Radiochirurgie einen bemerkenswerten Fortschritt in der Behandlung von Hirntumoren dar, da sie nichtinvasiv ist und Eingriffe in Bereiche des Gehirns ermöglicht, die sonst unerreichbar wären. Traditionell wurde es in einer einzigen Sitzung verabreicht, aber heute hat sich gezeigt, dass es durch Aufteilen der Dosis in mehreren Sitzungen angewendet werden kann. Dies ermöglicht die Behandlung von Tumoren mit komplexerer Form oder größerem Volumen und deren Angriff in mehreren Sitzungen.

Pantaleo Romanelli

Neue Grenzen der diagnostischen Bildgebung
MRT- und CT-Untersuchungen sind zunehmend „intelligenter“ als früher: Tatsächlich leidet heute ein hoher Prozentsatz der Patienten mit schweren Kopfverletzungen an Symptomen, deren Ursache mit diesen Diagnosetools nicht erkannt werden kann. Aus diesem Grund haben Forscher der University of Newcastle einen fortschrittlichen Algorithmus entwickelt, der die MRT empfindlicher macht und die Analyse verschiedener Parameter ermöglicht.

Das Instrument führt eine viel präzisere Kartierung und Analyse des Gehirns durch als die herkömmliche MRT und unterteilt es in 16 verschiedene Interessenbereiche. Auf diese Weise ist das Instrument in der Lage, traumatische Hirnverletzungen zu erkennen, wo die derzeitige herkömmliche Technologie nicht dazu in der Lage ist.

Darüber hinaus werden Technologien entwickelt, um diese Instrumente auf mikroskopischer Ebene empfindlich zu machen: Dank der Verwendung eines sehr feinen Strahlungsstrahls, der von einem bestimmten Teilchenbeschleuniger, einem sogenannten Synchrotron, erzeugt wird, haben Forscher am ESRF in Grenoble die Ludwig-Institut Maximilians der Universität Monaco und Pantaleo Romanelli gelang es, CT-Bilder zu erstellen, die die Anatomie auf zellulärer Ebene zeigen: Die mit der Synchrotron-Computertomographie gewonnenen Bilder entsprechen im Wesentlichen denen, die durch das Mikroskop sichtbar sind.

Neue Schnittstellen zur Kommunikation mit dem Gehirn
Wenn der Körper eine Aktion im Gehirn ausführt, werden Neuronen aktiviert und beginnen, über elektrische Impulse miteinander zu kommunizieren. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld, das auch mit einem weit verbreiteten Instrument wie dem Elektroenzephalogramm aufgezeichnet werden kann. Auf diese Weise erfassen Forscher der Universität Salerno, was im Gehirn bei verschiedenen Aktionen, aber auch bei Stimmungen passiert. Das Ziel dieser „Gehirnlesung“ ist die Entwicklung intelligenter Objekte, insbesondere im häuslichen Bereich, die die Bedürfnisse der Menschen antizipieren. Hierbei handelt es sich um eine technologische Entwicklungslinie, die von besonderem Interesse ist, um Menschen mit Behinderungen zu mehr Autonomie in ihrem Zuhause zu verhelfen.

Darüber hinaus wird die erste drahtlose Gehirn-Computer-Schnittstelle getestet. Das neue Tool, das Ergebnis eines vollständig in Italien durchgeführten Projekts, hat potenzielle Anwendungen, die von der Prävention epileptischer Anfälle über den Einsatz von Robotergliedern bis hin zur eingehenden Untersuchung von Gehirnfunktionen reichen, und stellt im Vergleich zu anderen einen bemerkenswerten Fortschritt dar Derzeit verwendete Technologien experimentieren, die Übertragungskabel erfordern, eine Lösung, die Bewegungseinschränkungen und ein Infektionsrisiko für die Person mit sich bringt.

Virtuelle Realität und Roboter für die Rehabilitation
Nach schweren Unfällen mit erheblichen neurologischen Schäden kann versucht werden, die Fähigkeiten des Patienten wiederherzustellen, indem man sein Gehirn durch gezielte Übungen dazu anregt, die verlorenen Fähigkeiten wiederherzustellen. Dabei ist der Einsatz vielfältiger körperlicher Übungen und Sinnesreize, darunter taktile Empfindungen, Gerüche und Geräusche, sehr wichtig.

Zu diesem Zweck haben Forscher des neurologischen Rehabilitationszentrums Villa Beretta am Valduce-Krankenhaus in Como Virtual-Reality-Übungen und Roboterwerkzeuge entwickelt, die Patienten tragen können. Der Einsatz der virtuellen Realität ermöglicht auch die Durchführung der Rehabilitation zu Hause, in einer angenehmeren Umgebung für den Patienten und mit Einsparungen bei den Tagen des Krankenhausaufenthalts.

Epilepsie und Genetik
Bei mehr als der Hälfte aller Epilepsiefälle liegt eine genetische Komponente zugrunde: Aus diesem Grund kartieren Forscher am Giannina-Gaslini-Institut in Genua die DNA von Menschen, die von dieser Pathologie betroffen sind, mit dem Ziel, die genetischen Varianten zu identifizieren, bei denen es sich möglicherweise um eine davon handelt Ursachen. Auf diese Weise wollen Forscher ein Instrument zur Frühdiagnose der Krankheit und gleichzeitig ein neues Ziel für die Entwicklung von Medikamenten und Behandlungen identifizieren, die diese Pathologie heilen können.

Tumorimmuntherapie
Diese Therapie basiert auf dem Versuch, dem körpereigenen Immunsystem beizubringen, den Tumor anzugreifen, als wäre er ein Virus oder ein Bakterium, und erweist sich auch bei Glioblastomen, einer der aggressivsten Formen von Hirntumoren, als zunehmend wirksam. Während der Konferenz präsentieren Forscher der John Hopkins University in Baltimore (USA) einige Daten zur Wirksamkeit dieser neuen Therapie.

Elektrische Stimulation zur Verbesserung der Sehkraft.
Eine neue Technologie verbessert das Sehvermögen von Patienten, die ein Trauma des Sehnervs erlitten haben: Forscher der Universität Istanbul haben gezeigt, dass ihre elektrische Stimulation durch die Hornhaut zu einer Steigerung der Sehschärfe und einer Erweiterung des Gesichtsfelds um etwa 25 % führt.

Quelle: Pressestelle