新しいインプラントは、オピオイド、バッテリー、またはケーブルなしで慢性的な痛みを軽減します。ワイヤレス、パーソナライズ、KIサポート。
将来、慢性疼痛に対する錠剤や注射が少ないですか？新しいインプラントはそれを可能にする可能性があります。
写真：SmarterPix / Tashatuvango
南カリフォルニア大学（USC）の研究者は、薬物なしで慢性疼痛を特に緩和する柔軟でワイヤレスインプラントを開発しました。システムは、エネルギー供給とAIに超音波を使用して、刺激を自動的に調整します。動物モデルを使用した最初のテストは、有望な結果を示しています。この技術は、長期的に何百万人もの患者がオピオイドなしで行うのに役立つ可能性があります。
鎮痛剤の代替：超音波ドライブ付きインプラント
慢性疼痛は広まっています – US Pain Foundationによると、米国だけで約5,160万人が影響を受けています。彼らの約3分の1にわたって、痛みは非常に深刻であるため、日常生活をかなり考慮しています。多くの場合、影響を受ける人々はオピオイドを使用します – 中毒、副作用、長期的な結果のリスク。
USCの研究者は現在、薬物のない代替手段を約束するシステムを提示しました：パーソナライズされた疼痛療法のためのワイヤレスで柔軟なインプラントです。それはバッテリーとケーブルなしから来ています – そして、標的を絞った方法で脊髄を刺激する必要があります。
ワイヤレスの痛みの緩和にインプラント – 一目で
- 名前： UIWI刺激器（超音波誘発ワイヤレスインプラント）
- 開発機関： 南カリフォルニア大学（USC）＆UCLA
- 範囲： 薬なしで慢性疼痛を和らげます
- エネルギー源： 外部ポータブル超音波送信機
- 機能原理： 超音波の電気衝動への変換（圧電）
- ポジショニング： 脊椎に柔軟に埋め込まれています
- 特別な機能： リアルタイムでの痛み評価のためのAIの使用
- 利点： バッテリーの変更、侵入ケーブル、パーソナライズされた治療はありません
- 状態： 動物モデルのテストに成功しました
背中の痛みを治療 – 人工知能で
インプラントは、超音波を電気インパルスに変換する圧電要素に基づいています。これらの衝動は、脳に向かう途中の痛みのシグナルをブロックします。エネルギーは、バッテリーインテリジェンスの侵襲的介入なしに、外部からの携帯性超音波送信機を提供します。
同時に、ソフトウェアは痛みの強さをリアルタイムで分析します。このため、システムは脳の活動、特にEEGシグナルを測定します。ニューロンのネットワークの助けを借りて、特にリセット-18-ITは、光、中、強い3つのカテゴリの痛みを分類します。刺激は自動的に適応します。これにより、痛みの感覚の変化に直接反応する閉じた制御ループが作成されます。
「このデバイスを本当に区別しているのは、痛みを治療するワイヤレス、インテリジェント、自信のある能力です」とUSCの開発チームの責任者であるQifa Zhou氏は言います。
外科的介入なしの痛み治療
新しいシステムの重要な利点は、古典的なインプラントバッテリーを必要としません。刺激装置は、超音波波を介して完全にエネルギーを受け取ります。これらは手術なしで組織に浸透し、脊髄などの深く位置する構造にも到達します。圧電成分は、エネルギー変換のための適切な検査材料である鉛チタン制御（PZZ）で構成されています。
デバイスの柔軟な設計により、コンポーネントを背骨に直接配置できます。移動時に接触も保持されます。今日の多くのシステムとは異なり、インプラントは定期的に固定したり待機したりする必要はありません。これはリスクを下げるだけでなく、コストも低下させます。
AIは衝動力を決定します
新しいテクノロジーの特別な点は、有能なコンポーネントです。既存の刺激システムは通常、厳格なスケジュールに従って機能しますが、ここに示されているモデルは患者の痛みの信号に反応します。
「ワイヤレス超音波エネルギー伝送と閉ループフィードバックシステムを使用することにより、このUIWI刺激装置はかさばる埋め込みバッテリーを不要にし、リアルタイムで正確に調整可能な疼痛変調を可能にします」
ポータブル超音波プロバイダーは、必要なエネルギー調整を引き継ぎます。測定された痛みレベルに応じて、これにより、刺激装置が必要な電気強度を正確に放出するように、伝送性能を調節できます。これにより、一般的な経験を順守するのではなく、患者の状態に適応する治療が可能になります。
研究室での検証
システムはすでにテスト研究所に効果がありました。げっ歯類のテストでは、慢性疼痛は正常に緩和される可能性があります – 機械的刺激（針など）と加熱ゾーンの両方。行動検査では、動物はインプラントが活性である環境を好みました – 顕著な痛みの緩和の明確な兆候。
さらなるテストでは、痛みの強度が変化する場合でも、デバイスが安定して動作することが示されました。このシステムは効率的なままであるだけでなく、リアルタイムで正しい推進力を提供することもできました。
次のステップ：さらに小さなインプラント
長期的には、研究者はデバイスの小型化を続けたいと考えています。 Zhouによると、閉じ込めは注射器によって考えられます – 例えば、外来患者の介入で。外部の超音波放送局は、将来的にはより小さく、ワイヤレスで、スキンプラスターとして直接使用可能である可能性があります。このようにして、エネルギー供給とイメージングを組み合わせることができます。
もう1つの目標は、スマートフォンとの統合です。医師、患者、患者自体は、治療をさらにパーソナライズするためにアプリを通じて細かい調整を行うことができます。
「臨床的観点から、深い学習に基づいた痛みの評価の統合により、変動する痛みの状態に対する動的な解釈と反応が可能になります」と、この研究の主要な著者の1人であるエッジ・チェン・ゴン博士は述べました。
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