تكنولوجيا جديدة تمكن الأطباء من مشاهدة نشاط الحبل الشوكي أثناء الجراحة

بفضل التكنولوجيا التي تم تطويرها في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد، أصبح بإمكان العلماء، لأول مرة، التقاط صور عالية الدقة للحبل الشوكي البشري أثناء الجراحة.

يمكن أن يساعد هذا التقدم في توفير راحة حقيقية للملايين الذين يعانون من آلام الظهر المزمنة.

التصوير الوظيفي بالموجات فوق الصوتية

هذه التكنولوجيا، المعروفة باسم fUSI أو التصوير الوظيفي بالموجات فوق الصوتية، لا تمكن الأطباء من رؤية الحبل الشوكي فحسب، بل تمكنهم أيضًا من رسم خريطة لاستجابة الحبل للعلاجات المختلفة في الوقت الفعلي، وفقا لما نشره موقع ميديكال إكسبريس.

توضح ورقة بحثية منشورة في مجلة Neuron كيفية عمل fUSI مع 6 أشخاص يخضعون للتحفيز الكهربائي لعلاج آلام الظهر المزمنة.

وقال فاسيليوس كريستوبولوس، الأستاذ المساعد في الهندسة الحيوية في جامعة كاليفورنيا والذي ساعد في تطوير التكنولوجيا: «إن الماسح الضوئي fUSI متحرك بحرية عبر إعدادات مختلفة ويلغي الحاجة إلى البنية التحتية الواسعة المرتبطة بتقنيات التصوير العصبي الكلاسيكية، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)، بالإضافة إلى ذلك، فإنه يوفر حساسية 10 أضعاف للكشف عن التنشيط العصبي مقارنة بالرنين المغناطيسي الوظيفي».

حتى الآن، كان من الصعب تقييم ما إذا كان علاج آلام الظهر فعالًا لأن المرضى يكونون تحت التخدير وهم نائمون، وبالتالي، لا يستطيع المرضى تقديم تعليقات شفهية حول مستويات الألم لديهم أثناء العلاج.

وقال كريستوبولوس: «باستخدام الموجات فوق الصوتية، يمكننا مراقبة تغيرات تدفق الدم في الحبل الشوكي الناجم عن التحفيز الكهربائي، وهذا يمكن أن يكون مؤشرا على نجاح العلاج».

يعد الحبل الشوكي «منطقة غير مناسبة» لتقنيات التصوير التقليدية بسبب آثار الحركة الكبيرة، مثل نبض القلب والتنفس.

وقال كريستوبولوس: «هذه الحركات تقدم ضوضاء غير مرغوب فيها في الإشارة، مما يجعل الحبل الشوكي هدفا غير مناسب لتقنيات التصوير العصبي التقليدية».

على النقيض من ذلك، فإن fUSI أقل حساسية للحركة، فهو يصدر موجات صوتية إلى المنطقة محل الاهتمام، وتكرر خلايا الدم الحمراء في تلك المنطقة الصوت، منتجة صورة واضحة.

وقال كريستوبولوس: «إنه مثل السونار البحري، الذي يستخدم الصوت للتنقل واكتشاف الأشياء تحت الماء، استنادًا إلى قوة الصدى وسرعته، يمكنهم تعلم الكثير عن الأشياء القريبة».

عقد كريستوبولوس شراكة مع مركز ترميم الأعصاب التابع لجامعة جنوب كاليفورنيا في مستشفى كيك لاختبار التكنولوجيا على 6 مرضى يعانون من آلام أسفل الظهر المزمنة.

كان من المقرر بالفعل أن يخضع هؤلاء المرضى لجراحة الألم الأخيرة، حيث لم تساعد أي علاجات أخرى، بما في ذلك الأدوية، في تخفيف معاناتهم.

في هذه الجراحة، قام الأطباء بتحفيز الحبل الشوكي باستخدام الأقطاب الكهربائية، على أمل أن يخفف الجهد الكهربي من انزعاج المريض ويحسن نوعية حياته.

وقال كريستوبولوس: «إذا صدمت يدك، فإنك تفركها بشكل غريزي، والفرك يزيد من تدفق الدم، ويحفز الأعصاب الحسية، ويرسل إشارة إلى دماغك تخفي الألم، نحن نعتقد أن تحفيز الحبل الشوكي قد يعمل بنفس الطريقة، لكننا بحاجة إلى طريقة لرؤية تنشيط الحبل الشوكي الناجم عن التحفيز».

توضح ورقة Neuron كيف يمكن لـ fUSI اكتشاف تغيرات تدفق الدم بمستويات غير مسبوقة تقل عن 1 ملم في الثانية.

على سبيل المقارنة، فإن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي قادر فقط على اكتشاف التغيرات التي تبلغ 2 سم في الثانية.

وقال كريستوبولوس: «لدينا شرايين كبيرة وفروع أصغر، هي الشعيرات الدموية، إنها رفيعة للغاية، وتخترق الدماغ والحبل الشوكي، وتزود الأماكن بالأكسجين حتى تتمكن من البقاء على قيد الحياة، وباستخدام fUSI، يمكننا قياس هذه التغييرات الصغيرة ولكن الحاسمة في تدفق الدم».

بشكل عام، تبلغ نسبة نجاح هذا النوع من الجراحة 50%.

ومع تحسين مراقبة تغيرات تدفق الدم، يأمل كريستوبولوس أن يرتفع هذا المعدل بشكل كبير.

وقال كريستوبولوس: «كنا بحاجة إلى معرفة مدى سرعة تدفق الدم، ومدى قوته، والمدة التي يستغرقها تدفق الدم للعودة إلى خط الأساس بعد تحفيز العمود الفقري، والآن، سنحصل على هذه الإجابات».

للمضي قدمًا، يأمل الباحثون أيضًا في إظهار أن fUSI يمكن أن يساعد في تحسين العلاج للمرضى الذين فقدوا السيطرة على المثانة بسبب إصابة الحبل الشوكي أو التقدم في السن.

وقال كريستوبولوس: «قد نكون قادرين على تعديل الخلايا العصبية في النخاع الشوكي لتحسين السيطرة على المثانة».

وأضاف: «مع انخفاض خطر الضرر مقارنة بالطرق القديمة، فإن تقنية fUSI ستمكن من علاجات الألم الأكثر فعالية والتي تم تحسينها للمرضى الأفراد».