A gerincvelő sérülés vagy betegség által okozott károsodása pusztító hatással lehet az egészségre, beleértve a motoros vagy szenzoros funkciók elvesztését, vagy krónikus hátfájást, amely becslések szerint 540 millió embert érint bármikor. Egy amerikai kutatócsoport most funkcionális ultrahangos képalkotást (fUSI) használt a gerincvelő vizualizálására és az elektromos stimulációra adott válaszának valós időben történő feltérképezésére, amely megközelítés javíthatja a krónikus hátfájás kezelését.
Annak ellenére, hogy központi szerepet játszik az érzékszervi, motoros és autonóm funkciókban, keveset tudunk az emberi gerincvelő funkcionális felépítéséről. A hagyományos neuroimaging technikákat, például a funkcionális MRI-t (fMRI) akadályozzák a szívpulzáció és a légzés által generált erős mozgási műtermékek.
Ezzel szemben a fUSI-t kevésbé befolyásolják a mozgási műtermékek, és nagy térbeli és időbeli felbontással (körülbelül 100 µm és akár 100 ms) is képes leképezni a gerincvelőt, és nagy érzékenységgel rendelkezik a lassan áramló vérrel szemben a műtét során. Úgy működik, hogy ultrahanghullámokat bocsát ki egy érdeklődési területre, és érzékeli az abban a régióban áramló vérsejtek visszhangos jelét (a teljesítmény-Doppler jelet). További előnye, hogy a fUSI szkenner mobil, így nincs szükség az fMRI-rendszerekhez szükséges kiterjedt infrastruktúrára.
„A gerincvelőben található az idegrendszer, amely szabályozza és modulálja az élet néhány legfontosabb funkcióját, mint például a légzést, a nyelést és a vizeletürítést. Az idegi funkciók tanulmányozása során azonban gyakran figyelmen kívül hagyták” – magyarázza a vezető kapcsolattartó Vasileios Christopoulos a Kaliforniai Riverside Egyetemről. "A funkcionális ultrahangos képalkotás felülmúlja a hagyományos neuroimaging technológiák korlátait, és nagyobb tér- és időbeli felbontással és érzékenységgel tudja nyomon követni a gerincvelő aktivitását, mint az fMRI."
Korábbi kutatások kimutatták, hogy a fUSI képes mérni az agyi aktivitást állatokon és humán betegeken, köztük egy tanulmány is azt mutatta, hogy a teljesítmény Doppler-jel alacsony frekvenciájú ingadozása erősen korrelál a neuronális aktivitással. A közelmúltban a kutatók fUSI-t használtak az elektromos stimulációra adott gerincvelői reakciók leképezésére állatokon.
Ebben a legújabb munkában Christopoulos és munkatársai – szintén a USC Neurorestoration Center a Keck School of Medicine-ben – a fUSI-t használta a gerincvelő hemodinamikai aktivitásának (a véráramlás változásainak) jellemzésére az epidurális elektromos gerincvelő-stimulációra (ESCS) adott válaszként – egy neuromodulációs eszköz, amelyet a hagyományosra nem reagáló fájdalomállapotok kezelésére alkalmaznak. terápiák.
Az első emberen végzett vizsgálatban a csoport hat olyan beteg hemodinamikai aktivitását figyelte meg, akiknél terápiás ESCS-eszközt ültettek be a krónikus hátfájás kezelésére. Neuron.
Az fMRI-hez hasonló mechanizmust használó fUSI a neurovaszkuláris csatolási jelenségre támaszkodik, amelyben a megnövekedett idegi aktivitás lokális változásokat okoz a véráramlásban, hogy megfeleljen az aktív neuronok metabolikus igényeinek. A csapat miniatürizált, 15 MHz-es lineáris tömb jelátalakítót használt a fUSI végrehajtására, amelyet műtéti úton a gerincvelőbe helyeztek be a tizedik mellkasi csigolyánál (T10), a stimulációs elektródákat pedig úgy helyezték el, hogy átfogják a T8–9 gerincszegmenseket. A rögzített képek 100 x 100 µm térbeli felbontással, körülbelül 400 µm szeletvastagsággal és 12.8 x 10 mm-es látómezővel rendelkeztek.
Négy beteg 10 BE-KI ciklust kapott gyengeáramú (3.0 mA) stimulációban, amely 30 másodpercet tartalmazott stimulációval, majd 30 másodpercet anélkül. A stimuláció regionális változásokat okozott a gerincvelő hemodinamikájában, egyes régiókban a véráramlás jelentős növekedése, míg mások jelentős csökkenése mellett. A stimuláció kikapcsolása után a véráramlás visszatért a kezdeti állapotba.
Annak felmérésére, hogy a fUSI képes-e kimutatni a különböző stimulációs protokollokhoz kapcsolódó hemodinamikai változásokat, a fennmaradó két beteg öt ON-OFF ciklusban kapott 3.0 mA-es stimulációt, majd öt ciklus 4.5 mA-es stimulációt, a kettő között 3 perces szünettel. A kutatók azt találták, hogy az áram amplitúdójának 3.0-ról 4.5 mA-re való növelése nem változtatta meg az aktivált gerincvelő-régiók térbeli eloszlását. A nagyáramú stimuláció azonban erősebb hemodinamikai változásokat indukált a gerincvelőben.
A fUSI azon képessége, hogy megkülönbözteti a különböző ESCS áramok által kiváltott hemodinamikai válaszokat, fontos lépés egy ultrahang-alapú klinikai monitorozó rendszer kifejlesztése felé, amely optimalizálja a stimulációs paramétereket. Christopoulos elmagyarázza, hogy mivel a betegeket a gerincvelő-műtét során érzéstelenítik, nem tudnak beszámolni arról, hogy az alkalmazott elektromos stimulációs protokoll valóban csökkenti-e a fájdalmat. Mint ilyen, az idegsebész nem tudja valós időben pontosan felmérni a neuromoduláció hatásait.
A mikroelektródák biztonságosabb gerincvelőműtétet tesznek lehetővé
„Tanulmányunk első bizonyítéka annak, hogy a fUSI technológia használható zárt hurkú klinikai neuromodulációs rendszerek fejlesztésére, lehetővé téve az idegsebészek számára a stimulációs paraméterek (impulzusszélesség, impulzusforma, frekvencia, áramamplitúdó, stimuláció helye stb.) beállítását. műtét közben” – mondja Fizika Világa.
A jövőben a csapat azt reméli, hogy a fUSI-t a gerincvelő működésének vizsgálatára és a valós idejű, zárt hurkú klinikai neuromodulációs rendszerek fejlesztésére szolgáló platformként kívánja létrehozni. „Nemrég nyújtottuk be publikálásra egy klinikai vizsgálat bemutatva, hogy a fUSI képes olyan hálózatokat észlelni az emberi gerincvelőben, ahol az aktivitás erősen korrelál a hólyagnyomással” – mondja Christopoulos. "Ez a felfedezés új utakat nyit a gerincvelő-gép interfész-technológiáinak fejlesztése előtt, hogy helyreállítsák a húgyhólyag-szabályozást vizelet-inkontinenciában szenvedő betegeknél, például a gerincvelő-sérülteknél."
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/functional-ultrasound-imaging-provides-real-time-feedback-during-spinal-surgery/
- :van
- :is
- :nem
- :ahol
- $ UP
- 10
- 100
- 12
- 16
- 24
- 30
- 369
- 400
- 8
- a
- képesség
- Rólunk
- pontosan
- aktív
- tevékenység
- tulajdonképpen
- állítsa
- Előny
- lehetővé téve
- Is
- an
- és a
- állatok
- Másik
- bármilyen
- alkalmazott
- megközelítés
- építészet
- VANNAK
- Sor
- AS
- értékeli
- Helyettes
- társult
- At
- utakat
- vissza
- BE
- mert
- óta
- között
- vér
- Agy
- Agyi tevékenység
- lélegző
- by
- Kalifornia
- TUD
- nem tud
- képes
- okozott
- okai
- sejt
- Cellák
- központi
- változik
- Változások
- jellemez
- Klinikai
- klinikusok
- munkatársai
- azzal jellemezve,
- feltétel
- Körülmények
- kapcsolat
- kontraszt
- ellenőrzés
- ellenőrzések
- zsinór
- tudott
- Jelenlegi
- ciklusok
- csökken
- igények
- igazolták
- bemutatását,
- kimutatására
- pusztító
- Fejleszt
- fejlesztése
- Fejlesztés
- eszköz
- DID
- különböző
- különbséget
- betegség
- terjesztés
- ne
- alatt
- visszhangzott
- hatékonyság
- hatások
- megszüntetése
- munkavállaló
- lehetővé
- létrehozni
- becsült
- stb.
- kiállító
- Elmagyarázza
- kiterjedt
- Visszacsatolás
- megtalálása
- megállapítások
- vezetéknév
- öt
- áramlási
- Folyó
- ingadozások
- követ
- A
- talált
- Frekvencia
- gyakran
- ból ből
- funkció
- funkcionális
- funkciók
- jövő
- generált
- adott
- kellett
- Legyen
- he
- Egészség
- Szív
- segített
- Magas
- <p></p>
- reméli,
- házak
- azonban
- HTTPS
- emberi
- kép
- képek
- Leképezés
- befolyásolta
- Hatások
- fontos
- javul
- in
- Beleértve
- <p></p>
- Növeli
- növekvő
- információ
- Infrastruktúra
- kezdetben
- sérülés
- Felület
- bele
- vizsgáló
- kérdés
- IT
- ITS
- jpg
- ismert
- legutolsó
- vezet
- kevesebb
- élet
- korlátozások
- lineáris
- kis
- elhelyezkedés
- le
- gép
- térkép
- max-width
- intézkedés
- mechanizmus
- orvostudomány
- Találkozik
- millió
- Mobil
- monitor
- ellenőrizni
- ellenőrzés
- több
- a legtöbb
- mozgás
- Motor
- MRI
- MS
- hálózatok
- ideg-
- neuronok
- Új
- Most
- of
- kedvezmény
- on
- egyszer
- ONE
- -ra
- nyit
- Optimalizálja
- or
- Egyéb
- Fájdalom
- paraméterek
- betegek
- szünet
- Emberek (People)
- Teljesít
- előadó
- jelenség
- Fizika
- Fizika Világa
- emelvény
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- játék
- hatalom
- nyomás
- Egyetemi tanár
- protokoll
- protokollok
- biztosít
- A megjelenés
- impulzus
- igazi
- real-time
- kapott
- nemrég
- feljegyzett
- csökkenti
- vidék
- regionális
- régiók
- támaszkodik
- megmaradó
- jelentést
- Jelentő
- kötelező
- kutatás
- kutatók
- Felbontás
- Reagálni
- válasz
- válaszok
- visszaad
- Folyóparti
- Szerep
- nagyjából
- s
- biztonságosabb
- azt mondja,
- Iskola
- lát
- szegmensek
- Érzékenység
- Alak
- mutató
- Jel
- jelentős
- hasonló
- SIX
- Szelet
- lassú
- néhány
- arasz
- térbeli
- Lépés
- erős
- erősebb
- erősen
- Tanulmány
- benyújtott
- ilyen
- Sebészet
- nyelés
- kapcsolva
- rendszer
- Systems
- csapat
- technika
- technikák
- Technologies
- Technológia
- megmondja
- mint
- hogy
- A
- akkor
- terápiák
- ők
- ezt
- azok
- miniatűr
- idő
- nak nek
- szerszám
- felé
- hagyományos
- kezelésére
- kezelés
- kezelések
- igaz
- kettő
- ukr
- folyamatban lévő
- egyetemi
- University of California
- használt
- Képzeld
- volt
- hullámok
- vajon
- ami
- szélesség
- lesz
- val vel
- nélkül
- Munka
- művek
- világ
- X
- zephyrnet