रीढ़ की हड्डी को नुकसान, चाहे चोट या बीमारी से हो, स्वास्थ्य पर विनाशकारी प्रभाव डाल सकता है, जिसमें मोटर या संवेदी कार्यों की हानि, या पुरानी पीठ दर्द शामिल है, जो किसी भी समय अनुमानित 540 मिलियन लोगों को प्रभावित करता है। अमेरिका स्थित एक शोध दल ने अब रीढ़ की हड्डी की कल्पना करने और वास्तविक समय में विद्युत उत्तेजना के प्रति इसकी प्रतिक्रिया को मैप करने के लिए कार्यात्मक अल्ट्रासाउंड इमेजिंग (एफयूएसआई) का उपयोग किया है, एक दृष्टिकोण जो पुराने पीठ दर्द के उपचार में सुधार कर सकता है।
संवेदी, मोटर और स्वायत्त कार्यों में केंद्रीय भूमिका निभाने के बावजूद, मानव रीढ़ की हड्डी की कार्यात्मक वास्तुकला के बारे में बहुत कम जानकारी है। पारंपरिक न्यूरोइमेजिंग तकनीक, जैसे कि कार्यात्मक एमआरआई (एफएमआरआई), दिल की धड़कन और सांस लेने से उत्पन्न मजबूत गति कलाकृतियों द्वारा बाधित होती हैं।
इसके विपरीत, एफयूएसआई गति कलाकृतियों से कम प्रभावित होता है और उच्च स्पेटियोटेम्पोरल रिज़ॉल्यूशन (लगभग 100 µm और 100 एमएस तक) और सर्जरी के दौरान धीमी गति से बहने वाले रक्त के प्रति उच्च संवेदनशीलता के साथ रीढ़ की हड्डी की छवि बना सकता है। यह रुचि के क्षेत्र में अल्ट्रासोनिक तरंगों को उत्सर्जित करके और उस क्षेत्र में बहने वाली रक्त कोशिकाओं से प्रतिध्वनि संकेत (पावर डॉपलर सिग्नल) का पता लगाकर काम करता है। एक अन्य लाभ यह है कि एफयूएसआई स्कैनर मोबाइल है, जो एफएमआरआई सिस्टम के लिए आवश्यक व्यापक बुनियादी ढांचे को खत्म कर देता है।
“रीढ़ की हड्डी में तंत्रिका सर्किटरी होती है जो जीवन के कुछ सबसे महत्वपूर्ण कार्यों, जैसे सांस लेना, निगलना और पेशाब करना को नियंत्रित और व्यवस्थित करती है। हालाँकि, तंत्रिका कार्य के अध्ययन में इसे अक्सर उपेक्षित किया गया है,'' लीड कॉन्टैक्ट बताते हैं वासिलियोस क्रिस्टोपोलोस कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय रिवरसाइड से। "कार्यात्मक अल्ट्रासाउंड इमेजिंग पारंपरिक न्यूरोइमेजिंग प्रौद्योगिकियों की सीमाओं को पार करती है और एफएमआरआई की तुलना में उच्च स्पेटियोटेम्पोरल रिज़ॉल्यूशन और संवेदनशीलता के साथ रीढ़ की हड्डी की गतिविधि की निगरानी कर सकती है।"
पिछले शोध से पता चला है कि एफयूएसआई जानवरों और मानव रोगियों में मस्तिष्क की गतिविधि को माप सकता है, जिसमें एक अध्ययन से पता चलता है कि पावर डॉपलर सिग्नल में कम आवृत्ति के उतार-चढ़ाव का न्यूरोनल गतिविधि के साथ दृढ़ता से संबंध है। अभी हाल ही में, शोधकर्ताओं ने जानवरों में विद्युत उत्तेजना के प्रति रीढ़ की हड्डी की प्रतिक्रियाओं को चित्रित करने के लिए एफयूएसआई का उपयोग किया।
इस नवीनतम कार्य में, क्रिस्टोपोलोस और उनके सहकर्मी भी शामिल हैं यूएससी न्यूरोरेस्टोरेशन सेंटर केक स्कूल ऑफ मेडिसिन में - एपिड्यूरल इलेक्ट्रिकल स्पाइनल कॉर्ड स्टिमुलेशन (ईएससीएस) के जवाब में रीढ़ की हड्डी में हेमोडायनामिक गतिविधि (रक्त प्रवाह में परिवर्तन) को चिह्नित करने के लिए एफयूएसआई का उपयोग किया जाता है - दर्द की स्थिति का इलाज करने के लिए नियोजित एक न्यूरोमॉड्यूलेशन उपकरण जो पारंपरिक प्रतिक्रिया नहीं देता है उपचार
पहले मानव अध्ययन में, टीम ने पुराने पीठ दर्द के इलाज के लिए चिकित्सीय ईएससीएस उपकरण के प्रत्यारोपण से गुजर रहे छह रोगियों में हेमोडायनामिक गतिविधि की निगरानी की, निष्कर्षों की रिपोर्ट की। तंत्रिकाकोशिका.
एफएमआरआई के समान तंत्र का उपयोग करते हुए, एफयूएसआई न्यूरोवस्कुलर युग्मन घटना पर निर्भर करता है, जिसमें बढ़ी हुई तंत्रिका गतिविधि सक्रिय न्यूरॉन्स की चयापचय मांगों को पूरा करने के लिए रक्त प्रवाह में स्थानीय परिवर्तन का कारण बनती है। टीम ने एफयूएसआई को निष्पादित करने के लिए एक छोटे 15-मेगाहर्ट्ज रैखिक सरणी ट्रांसड्यूसर का उपयोग किया, इसे दसवीं वक्ष कशेरुका (टी 10) में रीढ़ की हड्डी पर शल्य चिकित्सा द्वारा डाला गया, जिसमें टी 8-9 रीढ़ की हड्डी के खंडों को फैलाने के लिए उत्तेजना इलेक्ट्रोड लगाए गए थे। रिकॉर्ड की गई छवियों में 100 x 100 µm स्थानिक रिज़ॉल्यूशन, लगभग 400 µm की स्लाइस मोटाई और 12.8 x 10 मिमी फ़ील्ड-ऑफ़-व्यू था।
चार रोगियों को कम-वर्तमान (10 एमए) उत्तेजना के 3.0 चालू-बंद चक्र प्राप्त हुए, जिसमें उत्तेजना के साथ 30 एस और फिर बिना उत्तेजना के 30 एस शामिल थे। उत्तेजना के कारण रीढ़ की हड्डी के हेमोडायनामिक्स में क्षेत्रीय परिवर्तन हुए, कुछ क्षेत्रों में रक्त प्रवाह में महत्वपूर्ण वृद्धि देखी गई और अन्य में महत्वपूर्ण कमी देखी गई। एक बार जब उत्तेजना बंद हो गई, तो रक्त प्रवाह प्रारंभिक स्थिति में लौट आया।
यह आकलन करने के लिए कि क्या एफयूएसआई विभिन्न उत्तेजना प्रोटोकॉल से जुड़े हेमोडायनामिक परिवर्तनों का पता लगा सकता है, शेष दो रोगियों को 3.0 एमए उत्तेजना के पांच चालू-बंद चक्र प्राप्त हुए, इसके बाद 4.5 एमए उत्तेजना के पांच चक्र प्राप्त हुए, दोनों के बीच 3 मिनट का ठहराव था। शोधकर्ताओं ने पाया कि वर्तमान आयाम को 3.0 से 4.5 एमए तक बढ़ाने से सक्रिय रीढ़ की हड्डी के क्षेत्रों के स्थानिक वितरण में कोई बदलाव नहीं आया। हालाँकि, उच्च-वर्तमान उत्तेजना ने रीढ़ की हड्डी पर मजबूत हेमोडायनामिक परिवर्तनों को प्रेरित किया।
विभिन्न ईएससीएस धाराओं द्वारा उत्पन्न हेमोडायनामिक प्रतिक्रियाओं को अलग करने की एफयूएसआई की यह क्षमता उत्तेजना मापदंडों को अनुकूलित करने के लिए अल्ट्रासाउंड-आधारित नैदानिक निगरानी प्रणाली विकसित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। क्रिस्टोपोलोस बताते हैं कि चूंकि रीढ़ की हड्डी की सर्जरी के दौरान मरीजों को एनेस्थेटाइज किया जाता है, इसलिए वे यह रिपोर्ट नहीं कर सकते हैं कि लागू विद्युत उत्तेजना प्रोटोकॉल वास्तव में दर्द को कम करता है या नहीं। इस प्रकार, न्यूरोसर्जन वास्तविक समय में न्यूरोमॉड्यूलेशन के प्रभावों का सटीक आकलन नहीं कर सकता है।
माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी सुरक्षित रीढ़ की हड्डी की सर्जरी को सक्षम कर सकती है
"हमारा अध्ययन अवधारणा का पहला प्रमाण प्रदान करता है कि एफयूएसआई तकनीक का उपयोग बंद-लूप क्लिनिकल न्यूरोमॉड्यूलेशन सिस्टम विकसित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे न्यूरोसर्जन को उत्तेजना मापदंडों (नाड़ी की चौड़ाई, नाड़ी का आकार, आवृत्ति, वर्तमान आयाम, उत्तेजना का स्थान, आदि) को समायोजित करने की अनुमति मिलती है। सर्जरी के दौरान,” वह बताते हैं भौतिकी की दुनिया.
भविष्य में, टीम रीढ़ की हड्डी के कार्य की जांच करने और वास्तविक समय बंद-लूप क्लिनिकल न्यूरोमॉड्यूलेशन सिस्टम विकसित करने के लिए एफयूएसआई को एक मंच के रूप में स्थापित करने की उम्मीद करती है। “हमने हाल ही में प्रकाशन के लिए प्रस्तुत किया है एक नैदानिक अध्ययन यह दर्शाता है कि एफयूएसआई मानव रीढ़ की हड्डी में नेटवर्क का पता लगाने में सक्षम है जहां गतिविधि मूत्राशय के दबाव से दृढ़ता से संबंधित है, क्रिस्टोपोलोस कहते हैं। "यह खोज मूत्र असंयम वाले रोगियों, जैसे कि रीढ़ की हड्डी की चोट वाले रोगियों में मूत्राशय पर नियंत्रण बहाल करने के लिए रीढ़ की हड्डी मशीन इंटरफ़ेस प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए नए रास्ते खोलती है।"
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- स्रोत: https://physicsworld.com/a/functional-ultrasound-imaging-provides-real-time-feedback-during-spinal-surgery/
