Photochromotherapy using narrow-band optical radiation of 530 nm wavelength in cognitive rehabilitation of patients with focal brain lesions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The objective of the research was to study the nootropic effects of photochromotherapy using narrow-band optical radiation (PCT NBOR) of 530 nm wavelength in combination with the standard medical and psychological therapy in cognitive impairments rehabilitation in patients with focal brain lesions.

Materials and methods. The rehabilitation outcomes in 141 patients with cognitive impairments due to focal brain lesions were studied. Patients were subdivided into two groups: 90 patients of the control group were treated with the standard nootropic medications and neuropsychological procedures; 51 patients of the main group were additionally treated with PCT NBOR of 530 nm wavelength transorbitally and in the neck-collar zone. The dynamics of the score increase according to Rivermid, Karnovsky, Roshina, MMSE, mRS, HDRS, SF-36 scales were analyzed.

Conclusion. PCT NBOR of 530 nm wavelength has advantages in restoring the functional state, attention, counting, reading, and speech intrinsic to the ischemic brain damage compared to the standard cognitive rehabilitation program. In the patients with hemorrhagic stroke PCT NBOR of 530 nm wavelength has no significant effect on cognitive functions; however it improves the general functional state.

About the authors

Alexey Е. Tereshin

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov; Nikolaevskaya Hospital

Author for correspondence.
Email: aet-spb@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1982-8620
SPIN-code: 8637-8007
Scopus Author ID: 650801
ResearcherId: D-9465-2019
https://ridero.ru/books/uchimsya_zhit_bez_tabletok/

MD, PhD, docent of phisical medicine and rehabilitation faculty; head of rehabilitation departmet

Russian Federation, 191015, St. Petersburg, Kirochnaya str., 41; 198510, St. Petersburg, Petergof, Konstantinovskaya str., 1

Vera V. Kiryanova

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: kiryanova_vv@mail.ru
SPIN-code: 1461-5963
Scopus Author ID: 342702

MD, PhD, docent of phisical medicine and rehabilitation faculty

Russian Federation, 191015, St. Petersburg, Kirochnaya str., 41

Dmitry A. Reshetnik

Nikolaevskaya Hospital

Email: b37@zdrav.spb.ru
Scopus Author ID: 420636

Chief medical officer

Russian Federation, 198510, St. Petersburg, Petergof, Konstantinovskaya str., 1

Maria Yu. Efimova

Nikolaevskaya Hospital

Email: medice_levsha@mail.ru

Neurologist, rehabilitation department

Russian Federation, 198510, St. Petersburg, Petergof, Konstantinovskaya str., 1

Elena K. Savelyeva

Nikolaevskaya Hospital

Email: save.alena2010@yandex.ru

neuropsychologist

Russian Federation, 198510, St. Petersburg, Petergof, Konstantinovskaya str., 1

References

  1. Гусев Е.И., Боголепова А.Н. Когнитивные нарушения при цереброваскулярных заболеваниях. – 3-е изд., доп. – М.: МЕДпресс-информ, 2013. – 176 с. [Gusev EI, Bogolepova AN. Kognitivnye narusheniya pri cerebrovaskulyarnyh zabolevaniyah. 3rd ed. Moscow; 2013. 176 p. (In Russ.)]
  2. Парфенов В.А., Захаров В.В., Преображенская И.С. Когнитивные расстройства. – М.: ООО «Группа ремедиум», 2014. – 192 с. [Parfenov VA, Zaharov VV, Preobrazhenskaya IS. Kognitivnye rasstrojstva. Moscow; 2014. 192 p. (In Russ.)]
  3. Густов А.В., Антипенко Е.А. Когнитивные расстройства в неврологии: методы диагностики, пути коррекции: монография. – 3-е изд., испр. и доп. – Н. Новгород: Изд-во Нижегородской гос. медицинской академии, 2013. – 190 с. [Gustov AV, Antipenko EA. Kognitivnye rasstrojstva v nevrologii: metody diagnostiki, puti korrekcii: monografiya. 3rd ed. N. Novgorod; 2013. 190 p. (In Russ.)]
  4. Когнитивные расстройства. Новые подходы к решению актуальной задачи: Методические рекомендации для врачей / Под ред. Е.Н. Катуниной. – М., 2015. – 44 с. [Kognitivnye rasstrojstva. Novye podhody k resheniyu aktual’noj zadachi. Metodicheskie rekomendacii dlya vrachej. Moscow; 2015. 44 p. (In Russ.)]
  5. Киспаева Т. Когнитивная реабилитация в остром периоде церебрального инсульта. Принципы и методы воздействия. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. – 42 с. [Kispaeva T. Kognitivnaya reabilitaciya v ostrom periode cerebral’nogo insul’ta. Principy i metody vozdejstviya; 2012. 42 p. (In Russ.)]
  6. Гузалов П.И. Фотохромотерапия в комплексном лечении заболеваний периферической нервной системы: Дис. … д-ра мед. наук. – СПб., 2014. – 238 с. [Guzalov PI. Fotohromoterapiya v kompleksnom lechenii zabolevanij perifericheskoj nervnoj sistemy [dissertation]. Saint Petersburg; 2014. 238 p. (In Russ.)]
  7. Братова Е.А., Кирьянова В.В., Александрова В.А. Влияние фотохромотерапии на церебральную гемодинамику у детей с последствиями перинатальных поражений центральной нервной системы // Инновационные технологии фототерапии в восстановительной медицине: Материалы международной научно-практической конференции. – СПб., 2011. – С. 12–13. [Bratova EA, Kir’yanova VV, Aleksandrova VA. Vliyanie fotohromoterapii na cerebral’nuyu gemodinamiku u detej s posledstviyami perinatal’nyh porazhenij central’noj nervnoj sistemy. Innovacionnye tekhnologii fototerapii v vosstanovitel’noj medicine: Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii (Conference proceedings). Saint Petersburg; 2011. P. 12-13 (In Russ.)]
  8. Братова Е.А., Кирьянова В.В., Александрова В.А. Применение фотохромотерапии в лечении детей с последствиями перинатальных поражений центральной нервной системы // Нелекарственная медицина. – 2007. – № 2. – С. 11–15. [Bratova EA, Kir’yanova VV, Aleksandrova VA. Primenenie fotohromoterapii v lechenii detej s posledstviyami perinatal’nyh porazhenij central’noj nervnoj sistemy. Nelekarstvennaya medicina. 2007;(2):11-15. (In Russ.)]
  9. Нейропсихологическая диагностика. Классические стимульные материалы. – 4-е изд. – М.: Генезис, 2014. – 12 с. [Nejropsihologicheskaya diagnostika. Klassicheskie stimul’nye materialy. 4th ed. Moscow; 2014. 12 p. (In Russ.)]
  10. Абрамович С.Г. Фототерапия. – Иркутск: РИО ФГБУ «НЦРВХ» СО РАМН, 2014. – 200 с. [Abramovich SG. Fototerapiya. Irkutsk; 2014. 200 p. (In Russ.)]
  11. Генина Э.А. Методы биофотоники: Фототерапия. – Саратов: Новый ветер, 2012. – 119 с. [Genina EA. Metody biofotoniki: Fototerapiya. Saratov; 2012. 119 p. (In Russ.)]
  12. Шевелева Н.И., Ракова Т. Хромотерапия: Учебно-методическое пособие. – Караганда, 2009. – 21 с. [Sheveleva NI, Rakova T. Hromoterapiya. Uchebno-metodicheskoe posobie. Karaganda; 2009. 21 p. (In Russ.)]
  13. Hutchinson MR, Stoddart PR, Mahadevan-Jansen A. Challenges and opportunities in neurophotonics discussed at the International Conference on Biophotonics 2017. Neurophotonics. 2018;5(4):040-402. https://doi.org/10.1117/1.NPh.5.4.040402.
  14. Rochkind S. Photobiomodulation in Neuroscience: A Summary of Personal Experience. Photomed Laser Surg. 2017;35(11):604-615. https://doi.org/10.1089/pho.2017.4381.
  15. Salehpour F, Mahmoudi J, Kamari F, et al. Brain Photobiomodulation Therapy: a Narrative Review. Mol Neurobiol. 2018;55(8):6601-6636. https://doi.org/10.1007/s12035-017-0852-4.
  16. Веселовский А.Б., Кирьянова В.В., Митрофанов А.С., и др. Тенденции развития, разработка и исследование физиотерапевтической аппаратуры для фотохромотерапии // Оптические и лазерные технологии: Сб. статей / Под ред. В.Н. Васильева. – СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2001. – С. 149–164. [Veselovskij AB, Kir’yanova VV, Mitrofanov AS, et al. Tendencii razvitiya, razrabotka i issledovanie fizioterapevticheskoj apparatury dlya fotohromoterapii. Opticheskie i lazernye tekhnologii (Сollected articles). Saint Petersburg: SPb GITMO (TU); 2001. P. 149-164. (In Russ.)]
  17. Веселовский А.Б., Гузалов П.И., Кирьянова В.В., и др. Пространственно-энергетические характеристики светодиодов, используемых в фотохромотерапии // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2013. – Т. 56. – № 9 – С. 57–62. [Veselovskij AB, Guzalov PI, Kir’yanova VV, et al. Prostranstvenno-energeticheskie harakteristiki svetodiodov, ispol’zuemyh v fotohromoterapii. Journal of Instrument Engineering. 2013;56(9):57-62. (In Russ.)]
  18. Машковская Я.Н., Иванова Н.Е. Применение хромотерапии у больных с сосудистой патологией головного мозга // Материалы 6-го Всероссийского съезда физиотерапевтов. – СПб., 2006. – С.134. [Mashkovskaya YaN, Ivanova NE. Primenenie hromoterapii u bol’nyh s sosudistoj patologiej golovnogo mozga: Materialy 6 Vserossijskogo s’’ezda fizioterapevtov (Conference proceedings). Saint Petersburg; 2006. 134 p. (In Russ.)]
  19. Кирьянова В.В., Александрова В.А., Гордейчук А.В. Узкополосное оптическое излучение с длиной волны 540 нм в комплексной терапии детей с хроническим гастродуоденитом // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. – 2017. – Т. 9. – № 2. – С. 102–106. [Kir’yanova VV, Aleksandrova VA, Gordejchuk AV. Narrowband optical emission wavelength of 540 nmin the complex treatment of children with chronic gastroduodenitis. Herald of North-Western Medical University named after I.I. Mechnikov. 2017;9(2):102-106. (In Russ.)]
  20. Батраков А.В., Кирьянова В.В., Васильев А.В. Применение светодиодного излучения (470 нм) в комплексном лечении больных фурункулами лица: Учебное пособие. – СПб.: Человек, 2011. – 32 с. [Batrakov AV, Kir’yanova VV, Vasil’ev AV. Primenenie svetodiodnogo izlucheniya (470 nm) v kompleksnom lechenii bol’nyh furunkulami lica: Uchebnoe posobie. Saint Petersburg: Chelovek; 2011. 32 p. (In Russ.)]
  21. Rojas JC, Bruchey AK, Gonzalez-Lima F. Low-level light therapy improves cortical metabolic capacity and memory retention. J Alzheimers Dis. 2012;32(3):741-52. https://doi.org/10.3233/JAD-2012-120817.
  22. Rojas JC, Gonzalez-Lima F. Neurological and psychological applications of transcranial lasers and LEDs. Biochem Pharmacol. 2013;86(4):447-57. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2013.06.012.
  23. Barrett DW, Gonzalez-Lima F. Transcranial infrared laser stimulation produces beneficial cognitive and emotional effects in humans. Neuroscience. 2013;230:13-23. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2012.11.016.
  24. De la Torre JC. Treating cognitive impairment with transcranial low level laser therapy. J Photochem Photobiol. 2017;168:149-155. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2017.02.008.
  25. Naeser MA, Martin PI, Ho MD, et al. Transcranial, Red/Near-Infrared Light-Emitting Diode Therapy to Improve Cognition in Chronic Traumatic Brain Injury. Photomed Laser Surg. 2016;34(12):610-626. https://doi.org/10.1089/pho.2015.4037.
  26. Vargas E, Barrett DW, Saucedo CL, et al. Beneficial neurocognitive effects of transcranial laser in older adults. Lasers Med Sci. 2017;32(5):1153-1162. https://doi.org/10.1007/s10103-017-2221-y.
  27. Cassano P, Petrie SR, Mischoulon D, et al. Transcranial Photobiomodulation for the Treatment of Major Depressive Disorder. The ELATED-2 Pilot Trial. Photomed Laser Surg. 2018. https://doi.org/10.1089/pho.2018.4490.
  28. Gonzalez-Lima F, Barksdale BR, Rojas JC. Mitochondrial respiration as a target for neuroprotection and cognitive enhancement. Biochem Pharmacol. 2014;88(4):584-93. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2013.11.010.
  29. Andreo L, Soldera CB, Ribeiro BG, et al. Effects of photobiomodulation on experimental models of peripheral nerve injury. Lasers Med Sci. 2017;32(9):2155-2165. https://doi.org/10.1007/s10103-017-2359-7.
  30. Anders JJ, Moges H, Wu X, et al. In vitro and in vivo optimization of infrared laser treatment for injured peripheral nerves. Lasers Surg Med. 2014;46(1):34-45. https://doi.org/10.1002/lsm.22212.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Comparison of the dynamics of the score increaseon functional scales and the Shulte test in the main and control groups (* the difference is significant (р < 0.05), ** р = 0.07)

Download (54KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Comparison of the dynamics of the score increase on the scales evaluating the functional state, emotional and cognitive functions in the main and control groups; no significant differences were found; HDRS — Hamilton Rating Scale for Depression; FAB — Frontal Assessment Battery; MMSE — Mini-mental State Examination

Download (53KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Comparison of the dynamics of the score increase according to the results of neuropsychological and speech testing and the modified Rankin scale in the main and control groups; * p = 0.08, mRS — modified Rankin scale

Download (82KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Comparison of the dynamics of the score increase on the quality of life scale SF-36 in the main and control groups; no significant changes were found; PF — physical functioning; RP — role-physical functioning; BP — bodily pain; GH — general health; VT — vitality; SF — social functioning; RE — role-emotional functioning; MH — mental health; PHsum — physical component of health; MHsum — mental component of health

Download (62KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Tereshin A.Е., Kiryanova V.V., Reshetnik D.A., Efimova M.Y., Savelyeva E.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».