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外傷性脳損傷研究

外傷性脳損傷(TBI)は、機械的外力による脳の損傷と定義されます。

 

TBIは複雑な疾患プロセスであり(Masel BE & DeWitt DS, 2010)、いくつかの研究により、TBI後1年以内に長期的な機能的・構造的変化が起こることが実証されています 1,2,3。

 

emka TECHNOLOGIES社のソリューションは、TBIのモデル動物(げっ歯類、豚、犬、霊長類など)において、脳波、筋電図、血圧、呼吸、活動量などのさまざまな生理学的パラメーターを短期および長期的に取得することができます。病理学的メカニズムをよりよく理解し、新しい治療法を探求することができます。

外傷性脳損傷研究とは

外傷性脳損傷(Traumatic Brain Injury, TBI)研究とは、物理的な衝撃や外力によって引き起こされる脳の損傷に関する研究です。この分野の研究は、TBIの発生メカニズム、影響、予防、診断、治療、およびリハビリテーションに焦点を当てています。以下は、外傷性脳損傷研究の主な側面です。

発生メカニズムの研究

TBIがどのようにして発生するのか、脳にどのような影響を及ぼすのかを理解するための研究です。衝撃の種類(例えば、直撃や加速-減速傷害)や脳内の具体的な損傷プロセス(例えば、神経細胞の損傷や血管の破裂)を詳しく調べます。

診断技術の開発

TBIの迅速かつ正確な診断を可能にするための技術開発です。これには、画像診断技術(CTスキャンやMRIなど)やバイオマーカー(血液や脳脊髄液中の特定の分子)の研究が含まれます。

治療法の研究

TBIの治療法を探る研究です。これには、外科的治療、薬物療法、物理療法、およびその他の治療法が含まれます。例えば、神経保護薬や抗炎症薬の開発、またリハビリテーションプログラムの設計が含まれます。

リハビリテーションの研究

TBIを負った患者の機能回復を目指すリハビリテーション方法の研究です。理学療法、作業療法、言語療法など、多岐にわたるリハビリテーション技術の有効性を評価します。

予防の研究

TBIを未然に防ぐための戦略や技術の研究です。交通事故やスポーツなどの場面での安全対策や装備の改良、教育プログラムの開発などが含まれます。

長期的影響の研究

TBIが長期的に及ぼす影響を調べる研究です。例えば、慢性的な頭痛、認知障害、情動障害、パーキンソン病やアルツハイマー病などの神経変性疾患のリスク増加などを調査します。

外傷性脳損傷研究は、多くの専門分野(神経科学、医学、工学、心理学など)が協力して進められており、その成果は多くのTBI患者の生活の質向上に寄与しています。

外傷性脳損傷研究の目的

外傷性脳損傷(TBI)研究の目的は多岐にわたりますが、主に以下のような目標に集約されます。

影響の理解

TBIの発生メカニズムや脳への具体的な影響を詳細に理解することが目的です。これは、TBIがどのようにして起こるのか、どのような脳の部位が影響を受けるのか、そしてその結果としてどのような症状が現れるのかを明らかにするための基礎的研究を含みます。

診断技術の向上

早期かつ正確な診断を行うための技術開発が目標です。これには、新しい画像診断技術やバイオマーカーの発見とその臨床応用が含まれます。迅速な診断により、適切な治療を早期に開始することが可能となります。

効果的な治療法の開発

TBIの治療法を改良し、患者の回復を促進することが目標です。薬物療法、外科的治療、リハビリテーションなど、さまざまな治療アプローチの有効性を検証し、新しい治療法の開発に努めます。

リハビリテーション方法の最適化

TBIを負った患者の機能回復をサポートするためのリハビリテーションプログラムの開発と最適化が目的です。個別化されたリハビリテーション計画を策定し、身体的、認知的、情動的な回復を支援します。

予防策の開発

TBIの発生を未然に防ぐための予防策の研究が目的です。これは、スポーツや交通事故などのリスクの高い場面での安全対策の向上、ヘルメットやシートベルトなどの防護具の設計改良、教育プログラムの開発を含みます。

長期的影響の理解

TBIが長期的に及ぼす影響を理解し、対応策を講じることが目的です。TBIによる認知障害、情動障害、神経変性疾患(例えば、アルツハイマー病やパーキンソン病)のリスクを評価し、長期的なケアプランを設計します。

患者の生活の質の向上

最終的な目標は、TBIを負った患者の生活の質を向上させることです。これは、上記の全ての目的を達成することによって、患者の機能的な回復を促進し、社会復帰を支援することにつながります。

社会的・経済的負担の軽減

TBIの治療とリハビリテーションに伴う社会的および経済的負担を軽減することも目的です。効果的な治療法や予防策の開発により、医療費の削減や労働力の維持を図ります。

これらの目的を達成するために、TBI研究は多様な学際的アプローチを取り入れ、医学、神経科学、工学、心理学などの分野が協力して進められています。

外傷性脳損傷研究のアプリケーション例

外傷性脳損傷(TBI)研究の成果は、さまざまな分野で実際に応用されています。以下は、TBI研究の具体的なアプリケーション例です。

医療現場での診断技術

TBIの診断における進歩は、より迅速かつ正確な診断を可能にします。例えば、高解像度のCTスキャンやMRIのような高度な画像診断技術やバイオマーカーの検出技術が研究されています。

治療法の開発

幹細胞治療や神経保護薬、外科的介入などの新しい治療法の研究と開発により、TBI患者の回復が期待されています。

リハビリテーションプログラム

TBI患者の機能回復を支援するためのロボット支援リハビリテーション技術や仮想現実(VR)リハビリ、テレリハビリテーションなどのリハビリテーション技術も進歩しています。

予防策の導入

ヘルメットやプロテクターなどのスポーツ安全装備や学校や職場での教育プログラムもTBIの発生を未然に防ぐための対策となり、重要なアプリケーションです。

長期的なケアと支援

認知リハビリテーション職業リハビリテーションなど、やTBI後の長期的な影響に対するケアと支援も重要です。

これらのアプリケーションは、TBI研究の成果が直接的に患者や社会に役立つ形で実現されたものであり、TBI患者の生活の質向上に大きく貢献しています。

easyTEL

埋め込み型遠隔測定

easyTEL

ワイヤレス技術は、自由に動く動物から大量のデジタルデータを常に転送することを可能にします。この技術に関連する利点は十分に確立されています。自然に行動する被験体から得られるより質の高いデータは、詳細な生理学的事象を確実に捉えます。強力なソフトウェアは、研究者がデータを調べ、被験体の反応を分析するのに役立ちます。

 

脳波、心電図、筋電図、血圧、体温、活動量などを数週間から数ヶ月にわたって継続的に収集することができます。

rodentPACK

頭部装着型テレメトリー

rodentPACK

rodentPACKヘッドマウントシステムはワイヤレスで、被験体がケージの中を自由に動き回ることができ、グループ飼育も可能です。

 

rodentPACKシステムは、活動記録に加え、最大4つの生体電位(EEG、EOG、ECG、EMG)を収集することができます。rodentPACKはまた、埋め込み型遠隔測定に代わる費用対効果の高い選択肢として、被験者、コホート、および研究間でトランスミッタを再利用する能力を提供します。

eegPACK

非侵襲的遠隔測定

非侵襲的システムは、侮辱や傷害による神経学的、心血管系、呼吸器系の変化を収集するためにも使用できます。外部遠隔測定研究では、被験者はジャケットまたはヘルメットに収納された外部送信機を装備します。

 

生理学的測定値は非侵襲的に取得され、Bluetoothまたは無線周波数によって無線で受信機に送信されます。

vivoFlow

肺機能への影響

全身プレチスモグラフ

実験的研究から、脳損傷直後に肺損傷が起こりやすいことが示されています。脳損傷後、呼吸パターンはプレチスモグラフという非侵襲的なソリューションを用いて簡単に評価することができます。

 

肺に関するさらなる洞察が必要な場合や人工呼吸器の補助が必要な場合は、強制振動法のような侵襲的アプローチを用いて包括的な呼吸力学測定を行うことができます。

EEG+

ソフトウェアモジュール

EEG解析モジュールでは、行動検証のための時間同期ビデオによるEEG形態の解析が可能です。

 

自動化された睡眠スコアリングにより、信号スクリーンにオーバーレイ表示される睡眠ステージングを通して、さらなる行動分析が可能になります。エポック間の変化を観察するために、FFTスペクトル情報を信号画面に重ねることもできます。

 

自動発作検出では、発作パラメータを定義し、ソフトウェアがポイントを特定します。スペクトル解析はポップアップ画面に表示され、可変時間間隔でのさらなる解析が可能です。

 

ヒートマップは、様々なリードや脳領域にわたる疾患、活動性、または非干渉性に関連する可能性のある、経時的またはリード間の信号の変化を簡単に識別することを可能にします。

McGuire, M. J., Gertz, S. M., McCutcheon, J. D., Richardson, C. R., Poulsen, D. J. Use of a Wireless Video-EEG Systeml to Monitor Epileptiform Discharges Following Lateral Fluid-Percussion Induced Traumatic Brain Injury. J. Vis​

Poulsen博士は、バッファロー大学ジェイコブス医学・生物医学科学部脳神経外科に勤務。

 

研究テーマは外傷性脳損傷(TBI)による外傷後てんかんと誘発発作。JoVEの出版にも携わっており、研究についての感想を語ってくれました。

​論文

emka TECHNOLOGIES社は、1992年にフランスで設立され、当初は、アイソレーテッドオーガンバスやランゲンドルフ灌流装置を開発、製造しており、2000年には非侵襲性のテレメトリーをリリース、2014年には、SCIREQ社(カナダ)をグループに入れることにより、呼吸器研究用機器を製品ポートフォリオに加え、幅広い分野の機器を、世界の研究者の方々に提供しています。

 

オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。

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​​主な製品

  • マウス・ラット用テレメトリー

  • ジャケットテレメトリー

  • オーガンバス

  • ランゲンドルフ

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​​主な製品

  • マウス・ラット肺機能測定装置

  • マウス・ラット呼吸測定装置

  • 吸入暴露装置

  • ​細胞暴露装置

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