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医生现在可以在手术过程中观察脊髓活动

开心的月饼 2024-03-11 14:13:34 健康养生

借助加州大学河滨分校开发的技术,科学家们首次可以在手术过程中拍摄人类脊髓的高分辨率图像。这一进步可以帮助数百万患有慢性背痛的人真正得到缓解。

医生现在可以在手术过程中观察脊髓活动

该技术被称为fUSI或功能性超声成像,不仅使临床医生能够看到脊髓,还能实时绘制脊髓对各种治疗的反应。今天发表在Neuron杂志上的一篇论文详细介绍了fUSI如何对6名接受电刺激治疗慢性背痛的人起作用。

帮助开发该技术的UCR生物工程助理教授VasileiosChristopoulos表示:“fUSI扫描仪可以在各种环境中自由移动,并且不需要与经典神经成像技术相关的广泛基础设施,例如功能性磁共振成像(fMRI)。”。“此外,与功能磁共振成像相比,它检测神经活动的灵敏度提高了十倍。”

到目前为止,由于患者处于麻醉和睡眠状态,因此很难评估背痛治疗是否有效。因此,患者在治疗期间无法提供有关其疼痛程度的口头反馈。“通过超声波,我们可以监测电刺激引起的脊髓血流变化。这可以表明治疗正在发挥作用,”克里斯托普洛斯说。

由于心脏搏动和呼吸等明显的运动伪影,脊髓对于传统成像技术来说是一个“不友好的区域”。克里斯托普洛斯说:“这些运动会在信号中引入不必要的噪声,使脊髓成为传统神经成像技术的不利目标。”

相比之下,fUSI对运动伪影不太敏感。它将声波发射到感兴趣的区域,该区域的红细胞会回响声音,产生清晰的图像。“这就像潜艇声纳,利用声音来导航和探测水下物体,”克里斯托普洛斯说。“根据回声的强度和速度,他们可以了解很多关于附近物体的信息。”

Christopoulos与南加州大学凯克医院神经恢复中心合作,在六名患有慢性腰痛的患者身上测试了该技术。这些患者已经被安排进行最后的止痛手术,因为包括药物在内的其他治疗方法都无法帮助减轻他们的痛苦。

在这次手术中,临床医生用电极刺激脊髓,希望电压能够减轻患者的不适并提高他们的生活质量。

“如果你撞到你的手,你会本能地摩擦它。摩擦会增加血流量,刺激感觉神经,并向大脑发送信号来掩盖疼痛,”克里斯托普洛斯说。“我们相信脊髓刺激可能以同样的方式起作用,但我们需要一种方法来观察刺激引起的脊髓激活。”

Neuron论文详细介绍了fUSI如何以每秒不到1毫米的前所未有的水平检测血流变化。相比之下,fMRI每秒只能检测到2厘米的变化。

“我们有大动脉和较小的分支,即毛细血管。它们非常薄,可以穿透你的大脑和脊髓,并为它们带来氧气,以便它们能够生存,”克里斯托普洛斯说。“通过fUSI,我们可以测量血流中这些微小但关键的变化。”

一般来说,这种手术的成功率是50%。随着对血流变化的监测得到改善,克里斯托普洛斯希望这一比率能够大幅提高。“我们需要知道脊柱刺激后血流的速度、强度以及血流恢复到基线需要多长时间。现在,我们将得到这些答案,”克里斯托普洛斯说。

展望未来,研究人员还希望证明fUSI可以帮助优化因脊髓损伤或年龄而失去膀胱控制的患者的治疗。“我们也许能够调节脊髓神经元来改善膀胱控制,”克里斯托普洛斯说。

Christopoulos说:“与旧方法相比,fUSI的损伤风险更小,将能够实现针对个体患者优化的更有效的疼痛治疗。”“这是一个非常令人兴奋的发展。”


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