Cortes de tecido dos hemisférios esquerdo e direito mostrando duas inserções de eletrodos em (a) uma porção fora do alvo do hemisfério direito do cérebro (usando CARS) e (b) no núcleo subtalâmico (STN) do hemisfério esquerdo do cérebro (usando DRS ). Os tipos de tecidos foram identificados visualmente a partir de cortes histológicos (HISTO) para gerar um código de barras composto pelas regiões preta (substância cinzenta) e branca (substância branca). Este código de barras é comparado com os dados adquiridos com a sonda óptica e analisados usando um algoritmo PCA (PROBE barcode). Crédito: Mireille Quémener, engenheira de pesquisa do laboratório do Prof. Daniel Côté no CERVO Brain Research Center (Université Laval).
MARCH 20, 2023 - A
estimulação cerebral profunda (DBS) tornou-se um tratamento cada
vez mais comum para pacientes com doença de Parkinson avançada, mas
o procedimento ainda traz riscos significativos. Uma nova sonda que
realiza dois tipos de espectroscopia pode tornar o procedimento mais
seguro e melhorar as taxas de sucesso, ajudando os médicos a navegar
com mais precisão pelos instrumentos dentro do cérebro. A equipe de
pesquisa identificou a matéria branca e cinzenta usando a análise
de componentes principais (PCA), provando que as medições
espectroscópicas podem ser adequadas para a neuronavegação.
Para
DBS, os cirurgiões colocam eletrodos no cérebro para interromper os
sinais errôneos que causam tremores debilitantes e rigidez
associados à doença de Parkinson avançada. Pode ser um tratamento
notavelmente eficaz para pacientes que não se beneficiam mais dos
medicamentos disponíveis, mas colocar um eletrodo no local errado
pode reduzir a eficácia e levar a distúrbios
psicológicos.
Mireille Quémener, do CERVO Brain Research
Center (Université Laval) em Québec, detalhará a nova pesquisa no
Congresso de Biofotônica que está sendo realizado em Vancouver,
British Columbia, e online de 23 a 27 de abril de 2023.
"Melhorar
a orientação neurocirúrgica para a inserção do eletrodo DBS
simplificaria o processo cirúrgico, diminuiria o tempo da cirurgia,
reduziria o custo geral do tratamento de saúde e evitaria
consequências neuropsicológicas adversas", disse
Quémener.
Suporte de navegação em tempo real
DBS é um
procedimento de duas partes, incluindo uma cirurgia para colocar
eletrodos em partes específicas do cérebro e uma segunda cirurgia
para implantar uma bateria que fornece corrente elétrica aos
eletrodos. Para o primeiro procedimento, os médicos geralmente
contam com exames de ressonância magnética (MRI) pré-cirúrgicos
para planejar onde inserirão os eletrodos. No entanto, isso às
vezes pode levar a um posicionamento impreciso, pois o cérebro pode
se deslocar em até 2 mm durante o processo de perfuração de um
orifício de acesso no crânio.
No novo trabalho, os
pesquisadores criaram um eletrodo DBS que é aprimorado com uma sonda
óptica para realizar espectroscopia de espalhamento anti-Stokes
Raman coerente (CARS) e espectroscopia de refletância difusa (DRS)
em tecidos cerebrais durante o processo de inserção. A sonda se
encaixa no eletrodo DBS e contém duas fibras para iluminação CARS
e DRS e uma terceira fibra para coletar os sinais. Uma vez que o
eletrodo atinge a posição de destino, a sonda óptica pode ser
mantida enquanto o eletrodo permanece no lugar.
Confirmando a
precisão
Para testar a nova sonda, um neurocirurgião a utilizou
para implantar eletrodos em seis regiões do cérebro de um cadáver
humano. As medições CARS e DRS foram coletadas ao longo de um
comprimento total de 50 mm em cada um dos dois hemisférios do
cérebro. Após o procedimento, os pesquisadores extraíram o cérebro
e identificaram visualmente a matéria branca e cinzenta por onde a
sonda havia passado.
Comparando as leituras das medições
CARS e DRS com o registro visual das estruturas cerebrais, os
pesquisadores descobriram que os métodos CARS e DRS identificaram o
tecido cerebral com grande precisão. Essas descobertas confirmam que
a espectroscopia pode ser uma ferramenta útil para ajudar os
neurocirurgiões a navegar no cérebro.
Os pesquisadores
planejam estudar se a abordagem pode ser usada para coletar
informações espectroscópicas ainda mais detalhadas, por exemplo,
para medir neurotransmissores que fornecem uma assinatura química da
atividade cerebral.
"Atualmente, nossa equipe está trabalhando na adaptação da sonda óptica para usá-la em ensaios clínicos para pacientes que serão submetidos a uma cirurgia DBS. Estamos convencidos de que os métodos ópticos têm um enorme potencial para orientação cirúrgica e esperamos que nossa tecnologia surja na clínica para ajudar os cirurgiões em vários procedimentos cerebrais", disse Quémener. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medicalxpress.
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