ریڑھ کی ہڈی کی سرجری، خاص طور پر وہ جن میں ریڑھ کی ہڈی اور اعصاب شامل ہیں، اعصابی چوٹ کا موروثی خطرہ رکھتے ہیں۔ اس طرح کے طریقہ کار کے لیے، سرجن ریڑھ کی ہڈی میں برقی سرگرمی کا نقشہ بنانے اور اس نازک طریقہ کار کے دوران نقصان کے خطرے کو کم کرنے کے لیے انٹراپریٹو نیورو مانیٹرنگ (IONM) کا استعمال کرتے ہیں۔
IONM فی الحال کھوپڑی اور اعضاء کے اعصاب پر الیکٹروڈز کا استعمال کرتے ہوئے ایک دوسرے کے برقی محرک پر ردعمل ریکارڈ کرنے کے لیے انجام دیا جاتا ہے، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ سرجری کے دوران ریڑھ کی ہڈی میں دونوں کے درمیان اہم نیورونل کنکشن برقرار رہے۔ لیکن اس بالواسطہ نقطہ نظر کو اعلی طول و عرض کی محرک کی ضرورت ہوتی ہے، جراحی کے طریقہ کار کی رہنمائی کے لیے محدود spatiotemporal معلومات فراہم کرتا ہے، اور غلط مثبت اور منفی کا باعث بن سکتا ہے۔ اور جب کہ IONM نادانستہ اعصابی چوٹوں کا پتہ لگا سکتا ہے ان کے ہونے کے بعد، ایک مفید سگنل پیدا کرنے کے لیے درکار پیمائش کی بڑی تعداد اس کے استعمال کو حقیقی وقت کی نگرانی کے لیے روکتی ہے۔
میں محققین شادی دایہکی انٹیگریٹڈ الیکٹرانکس اور بائیو انٹرفیس لیبارٹریکی قیادت میں اعصابی سرجری کے ساتھیوں کے ساتھ ساتھ جوزف Ciacci at یو سی سان ڈیاگو اور احمد رسلان at اوریگون ہیلتھ اینڈ سائنس یونیورسٹی، ان حدود پر قابو پانے کا ایک طریقہ نکالا ہے۔ وہ تجویز کرتے ہیں کہ ریڑھ کی ہڈی کی سطح سے somatosensory evoked Potentials (SSEPs) کی براہ راست ریکارڈنگ کو ریکارڈنگ کے معیار اور ریزولوشن کو بڑھانا چاہیے، ڈیٹا ریکارڈنگ کے وقت کو کم کرنا چاہیے اور ہائی ڈیفینیشن spatiotemporal میپنگ کو فعال کرنا چاہیے۔
اس مفروضے کو جانچنے کے لیے، محققین نے سینکڑوں چینلز کے ساتھ ایک مائیکرو الیکٹروڈ سرنی تیار کی جسے سرجری کے دوران بے نقاب ریڑھ کی ہڈی پر رکھا جا سکتا ہے، ان کے ڈیزائن کو سائنس Translational میڈیسن.
ٹیم نے 6.6-µm پیریلین سی سبسٹریٹس پر من گھڑت الیکٹروڈز کے ساتھ، کم رکاوٹ والے رابطہ مواد کا استعمال کرتے ہوئے مائیکرو الیکٹروڈ صفیں بنائیں۔ یہ صفیں موجودہ (1 ملی میٹر موٹی) کلینکل ریڑھ کی ہڈی کے گرڈز سے بہت پتلی ہیں اور اس طرح ریڑھ کی ہڈی کی سطح سے بہتر مطابقت رکھتی ہیں۔ اس کے علاوہ، صفیں شفاف ہوتی ہیں، جس سے سرجن کو جگہ پر گرڈ کے ساتھ سطح کی ریڑھ کی ہڈی کی اناٹومی کا ایک بلا روک ٹوک نظارہ ملتا ہے۔
کلینیکل تشخیص
پہلے مصنفین سامنتھا روس مین, ڈینیئل کلیری اور ساتھیوں نے ریڑھ کی ہڈی میں ٹیومر یا بائیوپسی سرجری سے گزرنے والے چھ مریضوں میں اپنی صفوں کا تجربہ کیا۔ مائیکرو الیکٹروڈ صفوں کے حتمی ڈیزائن میں (4 سے 6 مریضوں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے)، سرنی میں 372 µm قطر کے 30 پلاٹینم نانوروڈ رابطے شامل ہیں، جو 12 x 31 ملی میٹر کے رقبے کو کور کرنے کے لیے 3.85 × 12 مستطیل صف میں ترتیب دیے گئے ہیں۔ سرجری کے دوران عارضی طور پر حصہ لینے والے کی ریڑھ کی ہڈی پر عارضی طور پر لگائے گئے تھے۔
محققین نے اوپری اور نچلے اعضاء کے اعصاب کو برقی محرک فراہم کیا۔ انہوں نے ابتدائی طور پر 30 اور 50 mA کے درمیان طبی طول و عرض میں محرک کرنٹ کا استعمال کیا، پھر کرنٹ کو گھٹا کر ان اقدار کا نصف، ایک چوتھائی اور ایک آٹھواں کر دیا، جس میں سب سے کم محرک طول و عرض 4 ایم اے (شرکا 5 کے لیے) تھا۔ سرجری کے دوران، ٹیم نے ریڑھ کی ہڈی کی سطح سے ایس ایس ای پی پیٹرن کو پکڑا، جس میں ریسیکشن سے پہلے ایپیڈورل اور سب ڈورل ریکارڈنگ اور بعد میں ذیلی ریکارڈنگ کی گئی۔
مائیکرو الیکٹروڈ سرنی نے اعلی حساسیت کے ساتھ SSEPs کے متحرک نمونوں کو ریکارڈ کیا، ایک کلینیکل IONM سسٹم سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہوئے اور مختصر ڈیٹا ریکارڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ صف طبی طور پر استعمال ہونے والے محرک دھاروں پر ایپیڈورل اور ذیلی دونوں ردعمل کو ریکارڈ کر سکتی ہے اور جب معیاری IONM نہیں کر سکتا ہے تو پوسٹ آپریٹو پیدا ہونے والی صلاحیتوں کو حل کر سکتا ہے۔
ریڑھ کی ہڈی کی سرجری کے دوران ایک بڑا کام مڈ لائن کی شناخت ہے – ریڑھ کی ہڈی کی اندرونی ساخت کا واحد محفوظ راہداری۔ بدقسمتی سے، مڈ لائن تک سطح پر کوئی مستقل جسمانی نشان نہیں ہے، جو اکثر سوزش، ٹیومر یا داغ کی وجہ سے بھی مسخ ہو جاتا ہے۔
سرجری کے دوران بے نقاب ریڑھ کی ہڈی پر ہائی چینل کاؤنٹ سرنی کو لاگو کرنے سے محققین ریڑھ کی ہڈی کی سرگرمی کے اعلی ریزولوشن 2D نقشے بنانے کے قابل ہوئے۔ انہوں نے ریڑھ کی ہڈی کی الیکٹرو فزیولوجیکل مڈلائن کو ذیلی ملی میٹر درستگی کے ساتھ نقشہ بنانے کے لیے ان ریکارڈ شدہ SSEPs کی spatiotemporal خصوصیات کا استعمال کیا۔
مائیکرو الیکٹروڈ گرڈ کے سب ڈورل پلیسمنٹ کے لیے دیکھے جانے والے زیادہ مقامی جوابی پروفائلز کے ساتھ معاہدے میں، سب ڈورل ریکارڈنگ نے ایپیڈورل پیمائش کے مقابلے میں بہتر درستگی کے ساتھ مڈ لائن کی نشاندہی کی۔ یہ سیٹ اپ محرک کے لیے ipsilateral ردعمل کو الگ تھلگ کر سکتا ہے اور دو سے پانچ چینلز (700 µm سے 1.75 mm) پر محیط ایک درمیانی لکیر کا خاکہ پیش کر سکتا ہے – جو پہلے کی اطلاع سے زیادہ ریزولوشن ہے۔ محققین نوٹ کرتے ہیں کہ اس درمیانی حد کی نشاندہی کلینیکل محرک دھاروں پر کی گئی تھی اور اس وقت بھی برقرار رہی جب کھوپڑی کے ایس ایس ای پیز کی شناخت نہ ہو سکی۔
انجینئرڈ ریڑھ کی ہڈی کے امپلانٹس مفلوج چوہوں کی نقل و حرکت بحال کرتے ہیں۔
اس بات کی توثیق کرنے کے لیے کہ آیا چھوٹے رابطے اعلیٰ معیار کے SSEPs کو ریکارڈ کر سکتے ہیں، ٹیم نے مائیکرو الیکٹروڈ سرنی کی نوک پر متغیر قطر (54 سے 30 µm) کے اضافی 480 رابطے بنائے۔ اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ 30-µm-قطر کے پلاٹینم نانوروڈ رابطے ریکارڈنگ میں اتنے ہی موثر تھے جتنے بڑے قطر، ریڑھ کی ہڈی کی سطح سے ہائی ڈیفینیشن میپنگ کے لیے ان کے استعمال کی توثیق کرتے ہیں۔
محققین نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ ان کی مائیکرو الیکٹروڈ سرنی نیورو سرجیکل طریقہ کار کو بہتر بنانے اور ریڑھ کی ہڈی کی ماضی کی غیر دریافت شدہ سرگرمی کو پکڑنے کا وعدہ ظاہر کرتی ہے۔ چونکہ ان براہ راست ریکارڈنگز کے لیے کافی آزمائشی اوسط کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، ایک بار ریئل ٹائم ڈیٹا تجزیہ اور پلاٹنگ کو شامل کر لیا جاتا ہے، ٹیکنالوجی عملی طور پر فوری طور پر IONM طریقہ فراہم کر سکتی ہے۔ اور مستقبل میں، ٹیم کا قیاس ہے، یہ نظام ریڑھ کی ہڈی کی چوٹوں کی نگرانی، یا یہاں تک کہ علاج جیسی اضافی ایپلی کیشنز پیش کر سکتا ہے۔
