医生现在可以在手术期间观察脊髓活动

发布时间：2024-03-15 16:05:34 栏目：精选知识

导读 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。这一进步可能有助于为数百万人的慢性背痛带来

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。这一进步可能有助于为数百万人的慢性背痛带来真正的缓解。



这项技术被称为 fUSI 或功能性超声成像，不仅使临床医生能够看到脊髓，还使他们能够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发挥作用。

帮助开发该技术的 UCR 生物工程助理教授 Vasileios Christopoulos 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。这可能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，他们可以了解很多有关附近物体的信息。”

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。”