נזק לחוט השדרה, בין אם על ידי פציעה או מחלה, יכול להיות בעל השפעות הרסניות על הבריאות, כולל אובדן תפקודים מוטוריים או תחושתיים, או כאבי גב כרוניים, המשפיעים על כ-540 מיליון אנשים בכל זמן נתון. צוות מחקר אמריקאי השתמש כעת בהדמיית אולטרסאונד פונקציונלית (fUSI) כדי להמחיש את חוט השדרה ולמפות את תגובתו לגירוי חשמלי בזמן אמת, גישה שיכולה לשפר את הטיפולים בכאבי גב כרוניים.
למרות משחק תפקיד מרכזי בתפקודים תחושתיים, מוטוריים ואוטונומיים, מעט ידוע על הארכיטקטורה התפקודית של חוט השדרה האנושי. טכניקות נוירו-דמייה מסורתיות, כגון MRI פונקציונלי (fMRI), מונעות על ידי חפצי תנועה חזקים הנוצרים על ידי פעימות הלב ונשימות.
לעומת זאת, fUSI מושפע פחות מחפצי תנועה ויכול לדמיין את חוט השדרה ברזולוציה מרחבית-זמנית גבוהה (בערך 100 מיקרומטר ועד 100 אלפיות השנייה) ורגישות גבוהה לדם איטי במהלך הניתוח. זה פועל על ידי פליטת גלים קוליים לאזור מעניין וזיהוי האות שהדהד מתאי דם הזורמים באזור זה (אות הדופלר הכוח). יתרון נוסף הוא שסורק fUSI נייד, ומבטל את התשתית הנרחבת הנדרשת למערכות fMRI.
"חוט השדרה מכיל את המעגל העצבי השולט ומווסת כמה מהפונקציות החשובות ביותר של החיים, כגון נשימה, בליעה ופינוי. עם זאת, זה הוזנח לעתים קרובות במחקר של תפקוד עצבי", מסביר קשר ראשי ואסיליוס כריסטופולוס מאוניברסיטת קליפורניה ריברסייד. "הדמיית אולטרסאונד פונקציונלית מתגברת על המגבלות של טכנולוגיות הדמיה עצביות מסורתיות ויכולה לנטר את הפעילות של חוט השדרה ברזולוציה ורגישות מרחבית-זמנית גבוהה יותר מאשר fMRI."
מחקרים קודמים הוכיחו כי fUSI יכול למדוד פעילות מוחית בבעלי חיים ובמטופלים אנושיים, כולל מחקר אחד שהראה כי תנודות בתדר נמוך באות הדופלר העוצמתי נמצאות בקורלציה הדוק עם פעילות עצבית. לאחרונה, חוקרים השתמשו ב-fUSI כדי לצלם תגובות חוט השדרה לגירוי חשמלי בבעלי חיים.
בעבודה האחרונה הזו, כריסטופולוס ועמיתיו - גם מה- מרכז השיקום הנוירולוגי של USC בבית הספר לרפואה קק - השתמש ב-fUSI לאפיון פעילות המודינמית (שינויים בזרימת הדם) בחוט השדרה בתגובה לגירוי חוט השדרה האפידורלי (ESCS) - כלי נוירומודולציה המשמש לטיפול במצבי כאב שאינם מגיבים למסורתיות טיפולים.
במחקר ראשון בבני אדם, הצוות ניטר פעילות המודינמית בשישה חולים שעברו השתלה של מכשיר ESCS טיפולי לטיפול בכאבי גב כרוניים, ודיווח על הממצאים ב עיצבון.
תוך שימוש במנגנון דומה ל-fMRI, fUSI מסתמך על תופעת הצימוד הנוירווסקולרי, שבה פעילות עצבית מוגברת גורמת לשינויים מקומיים בזרימת הדם כדי לענות על הדרישות המטבוליות של נוירונים פעילים. הצוות השתמש במתמר ממוזער של מערך ליניארי של 15 מגה-הרץ כדי לבצע fUSI, והחדיר אותו בניתוח לחוט השדרה בחוליה החזה העשירית (T10), כאשר אלקטרודות הגירוי ממוקמות על פני מקטעי עמוד השדרה T8-9. לתמונות המוקלטות הייתה רזולוציה מרחבית של 100 על 100 מיקרומטר, עובי פרוסה של כ-400 מיקרומטר ושדה ראייה של 12.8 על 10 מ"מ.
ארבעה חולים קיבלו 10 מחזורי ON-OFF של גירוי בזרם נמוך (3.0 mA), הכוללים 30 שניות עם גירוי ואז 30 שניות בלי. הגירוי גרם לשינויים אזוריים בהמודינמיקה של חוט השדרה, כאשר חלק מהאזורים מציגים עלייה משמעותית בזרימת הדם ואחרים מראים ירידה משמעותית. לאחר כיבוי הגירוי, זרימת הדם חזרה למצב ההתחלתי.
כדי להעריך האם fUSI יכול לזהות שינויים המודינמיים הקשורים לפרוטוקולי גירוי שונים, שני החולים הנותרים קיבלו חמישה מחזורי ON-OFF של גירוי של 3.0 mA ואחריהם חמישה מחזורים של גירוי של 4.5 mA, עם הפסקה של 3 דקות בין השניים. החוקרים גילו שהגדלת משרעת הזרם מ-3.0 ל-4.5 mA לא שינתה את ההתפלגות המרחבית של אזורי חוט השדרה המופעלים. עם זאת, גירוי בזרם גבוה גרר שינויים המודינמיים חזקים יותר בחוט השדרה.
יכולת זו של fUSI להבדיל בין תגובות המודינמיות המתעוררות על ידי זרמי ESCS שונים היא צעד חשוב לקראת פיתוח מערכת ניטור קלינית מבוססת אולטרסאונד כדי לייעל את פרמטרי הגירוי. כריסטופולוס מסביר שמכיוון שהמטופלים מורדמים במהלך ניתוח חוט השדרה, הם לא יכולים לדווח אם פרוטוקול הגירוי החשמלי המיושם אכן מפחית את הכאב. ככזה, הנוירוכירורג לא יכול להעריך במדויק את ההשפעות של נוירומודולציה בזמן אמת.
מערך מיקרואלקטרודות יכול לאפשר ניתוח בטוח יותר בחוט השדרה
"המחקר שלנו מספק הוכחה ראשונה לכך שניתן להשתמש בטכנולוגיית fUSI לפיתוח מערכות נוירומודולציה קליניות בלולאה סגורה, המאפשרת לנוירוכירורגים להתאים פרמטרים של גירוי (רוחב הדופק, צורת הדופק, תדירות, משרעת זרם, מיקום הגירוי וכו') במהלך הניתוח", הוא מספר עולם הפיזיקה.
בעתיד, הצוות מקווה להקים את fUSI כפלטפורמה לחקר תפקוד חוט השדרה ופיתוח מערכות נוירומודולציה קליניות בלולאה סגורה בזמן אמת. "הגשנו לאחרונה לפרסום מחקר קליני הוכחה ש-fUSI מסוגלת לזהות רשתות בחוט השדרה האנושית שבהן הפעילות נמצאת בקורלציה חזקה עם לחץ שלפוחית השתן", אומר כריסטופולוס. "ממצא זה פותח אפיקים חדשים לפיתוח טכנולוגיות ממשק של מכונת חוט שדרה כדי לשחזר את השליטה בשלפוחית השתן בחולים עם בריחת שתן, כמו אלה עם פגיעה בחוט השדרה."
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://physicsworld.com/a/functional-ultrasound-imaging-provides-real-time-feedback-during-spinal-surgery/
- :יש ל
- :הוא
- :לֹא
- :איפה
- $ למעלה
- 10
- 100
- 12
- 16
- 24
- 30
- 369
- 400
- 8
- a
- יכולת
- אודות
- במדויק
- פעיל
- פעילות
- למעשה
- לְהַתְאִים
- יתרון
- מאפשר
- גם
- an
- ו
- בעלי חיים
- אחר
- כל
- יישומית
- גישה
- ארכיטקטורה
- ARE
- מערך
- AS
- לְהַעֲרִיך
- עוזר
- המשויך
- At
- שדרות
- בחזרה
- BE
- כי
- היה
- בֵּין
- דם
- מוֹחַ
- פעילות מוחית
- נשימה
- by
- קליפורניה
- CAN
- לא יכול
- מסוגל
- גרם
- גורמים
- תא
- תאים
- מֶרכָּזִי
- שינוי
- שינויים
- לאפיין
- קליני
- קלינאים
- עמיתים
- מכיל
- מצב
- תנאים
- צור קשר
- לעומת זאת
- לִשְׁלוֹט
- בקרות
- חוט
- יכול
- נוֹכְחִי
- מחזורי
- ירידות
- דרישות
- מופגן
- הפגנה
- לאתר
- הרסנית
- לפתח
- מתפתח
- צעצועי התפתחות
- מכשיר
- DID
- אחר
- להבחין
- מַחֲלָה
- הפצה
- לא
- בְּמַהֲלָך
- הדהד
- יְעִילוּת
- תופעות
- חיסול
- מוּעֳסָק
- לאפשר
- להקים
- מוערך
- וכו '
- תערוכות
- מסביר
- נרחב
- מָשׁוֹב
- מציאת
- ממצאים
- ראשון
- חמש
- תזרים
- זורם
- תנודות
- בעקבות
- בעד
- מצא
- תדר
- בתדירות גבוהה
- החל מ-
- פונקציה
- פונקציונלי
- פונקציות
- עתיד
- נוצר
- נתן
- היה
- יש
- he
- בְּרִיאוּת
- לֵב
- עזר
- גָבוֹהַ
- גבוה יותר
- מקווה
- בתים
- אולם
- HTTPS
- בן אנוש
- תמונה
- תמונות
- הדמיה
- מושפעים
- השפעות
- חשוב
- לשפר
- in
- כולל
- גדל
- עליות
- גדל
- מידע
- תשתית
- בתחילה
- פציעה
- מִמְשָׁק
- אל תוך
- חקירה
- סוגיה
- IT
- שֶׁלָה
- jpg
- ידוע
- האחרון
- עוֹפֶרֶת
- פחות
- החיים
- מגבלות
- קווים
- קְצָת
- מיקום
- את
- מכונה
- מַפָּה
- max-width
- למדוד
- מנגנון
- רפואה
- לִפְגוֹשׁ
- מִילִיוֹן
- סלולרי
- צג
- פיקוח
- ניטור
- יותר
- רוב
- תנועה
- מָנוֹעַ
- MRI
- MS
- רשתות
- עצבי
- נוירונים
- חדש
- עַכשָׁיו
- of
- כבוי
- on
- פעם
- ONE
- עַל גַבֵּי
- נפתח
- מטב
- or
- אחרים
- כְּאֵב
- פרמטרים
- חולים
- הפסקה
- אֲנָשִׁים
- לְבַצֵעַ
- ביצוע
- תופעה
- פיסיקה
- עולם הפיזיקה
- פלטפורמה
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- משחק
- כּוֹחַ
- לחץ
- פרופסור
- פרוטוקול
- פרוטוקולים
- מספק
- פרסום
- דופק
- ממשי
- זמן אמת
- קיבלו
- לאחרונה
- מוקלט
- מפחית
- באזור
- אזורי
- אזורים
- מסתמך
- נותר
- לדווח
- דווח
- נדרש
- מחקר
- חוקרים
- החלטה
- להגיב
- תגובה
- תגובות
- לשחזר
- גדות הנהר
- תפקיד
- בערך
- s
- בטוח יותר
- אומר
- בית ספר
- לִרְאוֹת
- מגזרים
- רְגִישׁוּת
- צוּרָה
- הצגה
- לאותת
- משמעותי
- דומה
- שישה
- פרוסה
- להאט
- כמה
- משך
- מרחבית
- שלב
- חזק
- חזק יותר
- בְּתוֹקֶף
- לימוד
- הוגש
- כזה
- כִּירוּרגִיָה
- בְּלִיעָה
- עבר
- מערכת
- מערכות
- נבחרת
- טכניקה
- טכניקות
- טכנולוגיות
- טכנולוגיה
- אומר
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- אז
- טיפולים
- הֵם
- זֶה
- אלה
- תמונה ממוזערת
- זמן
- ל
- כלי
- לקראת
- מסורתי
- טיפול
- טיפול
- טיפולים
- נָכוֹן
- שתיים
- ukr
- עוברת
- אוניברסיטה
- אוניברסיטת קליפורניה
- מְשׁוּמָשׁ
- לחזות
- היה
- גלים
- אם
- אשר
- רוחב
- יצטרך
- עם
- לְלֹא
- תיק עבודות
- עובד
- עוֹלָם
- X
- זפירנט