تعمل تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي الجديدة على تحسين إرشادات التصوير لجراحة الأعصاب
يتحكم الدماغ في وظائف الجسم المهمة، فيبقينا على قيد الحياة، ويسمح لنا بالتفاعل مع العالم وإنتاج الأفكار والآراء التي تجعلنا بشرًا.
عندما يغزو الورم، يجب على جراح الأعصاب التدخل لإزالة السرطان بالكامل قدر الإمكان دون قطع أجزاء من الدماغ التي تتحكم في هذه الوظائف المهمة. يستخدم الجراحون التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) لتوجيههم. في حين أن التصوير بالرنين المغناطيسي هو جزء من المعيار الحالي للرعاية، إلا أن هناك عوائق كبيرة أمام التوجيه الدقيق لاستئصال السرطان - مما يخلق حاجة ملحة لتعزيز التصور الإشعاعي لهوامش الورم وتسلله وتحسين كفاءة رسم خرائط وظائف المخ.
حصل مركز العلوم الصحية التابع لجامعة UNM مؤخرًا على براءة اختراع جديدة تكنولوجيا الحصول على بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي وتحليلها لتزويد الجراحين بمعلومات دقيقة وفي الوقت الحقيقي حول الأورام وأنسجة المخ المحيطة بها. تتوافق هذه التقنية مع ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي الحالية وتنفذ نوعين من فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي في نفس الوقت، مما ينتج بيانات مؤثرة في أقل من ثلاث دقائق.
لأكثر من 1.3 مليون شخص في الولايات المتحدة يعانون من ورم في المخ، يمكن لهذه التكنولوجيا المتغيرة النموذجية أن تساعد في تحسين النتائج بعد الجراحة.
تحسين كفاءة ودقة التصوير بالرنين المغناطيسي
يعتمد مسح التصوير بالرنين المغناطيسي على وجود الهيدروجين في الأنسجة الحية (الماء - H 2O - هو الجزيء الأكثر وفرة في الجسم)، وهو مجال مغناطيسي قوي يستقطب دوران البروتون في ذرة الهيدروجين وجهاز إرسال راديوي لإنشاء رنين دوران البروتون الذي يجعل البروتونات في الأنسجة الحية تبث إشارات راديوية يمكننا عملية في صورة.
ويستخدم جراحو الأعصاب تلك الصور لجمع معلومات عن الدماغ قبل وأثناء وبعد الجراحة. تتضمن بعض الأنواع الأساسية للتصوير بالرنين المغناطيسي ما يلي:
- التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي: إشارات من أجزاء مختلفة من أنسجة المخ، مثل المادة الرمادية في القشرة والمادة البيضاء الأساسية، والتي يمكن معالجتها وتحويلها إلى صورة عالية الدقة تكشف عن هياكل أنسجة المخ المختلفة ذات التباين العالي.
- التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI): يسلط الضوء على الأنسجة النشطة أيضيًا عن طريق الكشف عن زيادة تدفق الدم إلى هذه المناطق عند زيادة نشاط الدماغ، والتي يمكن معالجتها في خرائط للمناطق الوظيفية في الدماغ. نظرًا لوجود نشاط دماغي دائمًا، حتى عندما يكون الدماغ في حالة راحة، يمكن أيضًا معالجة تقلبات الإشارة في الدماغ في خرائط للشبكات الوظيفية للدماغ (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في حالة الراحة).
- التصوير بالرنين المغناطيسي المنتشر (dMRI): يقيس انتشار الماء ويسمح بمعالجة الإشارات في خرائط لمسارات ألياف المادة البيضاء التي تربط المناطق القشرية المختلفة.
- التصوير الطيفي بالرنين المغناطيسي (MRSI): يقيس الإشارات الواردة من العديد من الجزيئات العضوية داخل الخلايا (النواتج الأيضية) بخلاف الماء الخاصة بأنواع الأنسجة المختلفة والتي توفر معلومات حول الكيمياء الحيوية للدماغ. يمكن معالجة إشارات المستقلبات هذه إلى أنماط طيفية وخرائط تركيز للمستقلبات. يتم تغيير تركيزات هذه الجزيئات في أورام المخ ويمكن أن تساعد في تحديد أنواع الورم.
يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي والتصوير الطيفي بالرنين المغناطيسي لتوجيه الجراحين أثناء قيامهم بإزالة الأنسجة السرطانية، ولكن جمع بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي يستغرق وقتًا طويلاً وعادةً ما يتم إجراؤه بشكل منفصل في جلسات متعددة. يعد التصوير الطيفي بالرنين المغناطيسي أمرًا صعبًا للغاية من الناحية الفنية، وبالتالي لا يتم إجراؤه بشكل روتيني في الممارسة السريرية.
علاوة على ذلك، فإن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي القائم على المهام ورسم الخرائط أثناء العمليات الجراحية، والتي تعد المعيار السريري الحالي للرعاية والتي تتطلب من المرضى أداء مهام لتنشيط مناطق الدماغ، لها تحدياتها الخاصة. قد لا يتمكن المرضى من أداء المهام بسبب وجود ورم في المخ أو عمرهم أو لأسباب أخرى. يتطلب رسم خرائط وظيفة اللغة أثناء العملية أن يكون المرضى مستيقظين أثناء الجراحة، وأن يقوموا بأنشطة لإشراك أجزاء من دماغهم حتى يمكن رسم خرائط لهذه المناطق - وهذا قد يكون مرهقًا للمرضى. هذا هو المكان الذي يمكن فيه استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في حالة الراحة كعامل مساعد للحصول على البيانات لدى المرضى الذين لا يستطيعون أداء المهام بشكل جيد بما يكفي ليكونوا مفيدين سريريًا للتوجيه الجراحي.
توفر تقنيتنا نهجًا جديدًا عالي السرعة لرسم خريطة للشبكات الوظيفية للدماغ والكيمياء الحيوية للدماغ في جلسة تصوير واحدة، حيث تجمع المئات من تمثيلات حالة الراحة المختلفة لوظائف الدماغ بأكملها وخرائط المستقلبات متعددة الشرائح خلال أوقات المسح التي لا تزيد عن 3 دقائق. وهذا يفتح مجموعة من الفرص لتعزيز الاستئصال الجراحي لأورام الدماغ مع الحفاظ على القشرة البليغة، وخاصة في القشرة الأمامية، والتي لا يمكن تصويرها بشكل كاف باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي التقليدي القائم على المهام.
لقد ركز جراحو الأعصاب منذ فترة طويلة على مناطق الدماغ التي تتحكم في الأنظمة الحركية واللغة والبصرية والسمعية، تاركين القشرة الأمامية غير محددة إلى حد كبير. يمكن لهذه التكنولوجيا أن تُحدث ثورة في كيفية اتخاذ جراحي الأعصاب للقرارات، وذلك جزئيًا من خلال توفير فهم جديد للقشرة الأمامية للدماغ، وهي مركز مهم للإدراك.
إن القدرة على جمع كل من المعلومات الوظيفية والتمثيل الغذائي في وقت واحد يمكن أن توفر لجراحي الأعصاب مستوى جديدًا من الدقة لتحديد الهوامش المكانية بين أورام المخ والقشرة البليغة المجاورة لتحقيق أقصى قدر من استئصال الورم مع الحفاظ على وظائف المخ المهمة.
القراءة ذات الصلة: دفع آفاق تصوير الدماغ بالرنين المغناطيسي الوظيفي والمزيد
بحث تعاوني لتحسين نتائج المرضى
UNM HSC قسم الأمراض العصبية حصلت على تمويل منحة نقل تكنولوجيا الأعمال الصغيرة من المعاهد الوطنية للصحة بالتعاون مع شركائنا في جامعة مينيسوتا و جامعة بيتسبرغ لتطوير تحليل في الوقت الحقيقي لنشاط الدماغ في بيئة ما قبل الجراحة باستخدام ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي المتاحة على نطاق واسع وفي الإعداد أثناء العملية باستخدام ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي أثناء العملية.
سيتم التحقق من صحة هذه التقنية لرسم الخرائط قبل الجراحة ورسم الخرائط أثناء العملية الجراحية للمرضى الذين يعانون من أورام المخ لتقييم جدوى تزويد جراحي الأعصاب بمعلومات تخطيطية حول وظيفة أنسجة المخ بالقرب من الورم وتحديثات أثناء العملية لوظيفة الأنسجة أثناء الجراحة.
سيتم تطوير تقنية الرنين المغناطيسي الوظيفي وMRSI المتزامنة الجديدة بشكل أكبر لتمكين رسم خرائط الرنين المغناطيسي الوظيفي في حالة الراحة في الوقت الحقيقي للقشرة البليغة ورسم الخرائط عبر الإنترنت لمستقلبات الدماغ الموجودة في الأنسجة مثل الأحماض الأمينية والدهون والكولين والكرياتين وغيرها. يمكن أن تساعد مقارنة كمية هذه المستقلبات مع أنسجة المخ الطبيعية في تحديد حالة التمثيل الغذائي للأنسجة ونوع ورم الدماغ.
نحن نعمل على إتاحة هذه التقنيات على نطاق واسع للتطبيقات السريرية، حتى تتمكن من تحقيق أكبر فائدة لأكبر عدد من المرضى. يتضمن بحثنا تحسين تقنيات الحصول على البيانات للإجابة على الأسئلة السريرية الهامة. ومع ذلك، لا يمكن إنجاز هذا النوع من الأبحاث الرائدة في الفراغ، لذلك نحن نتعاون مع شركاء في جميع أنحاء البلاد وفي جميع أنحاء العالم.
يستفيد متدربو UNM HSC من هذه الفرصة لتطوير مهارات الاتصال والعمل الجماعي التي يحتاجونها للعمل بشكل وثيق مع العلماء في مراكز الأبحاث الرائدة حول العالم. والأكثر من ذلك، أنهم يكتشفون روح المبادرة اللازمة لتحقيق اكتشافات تغير قواعد اللعبة ونشر أوراق بحثية مشتركة مع كبار العلماء في جميع أنحاء العالم.
بالنسبة لنا جميعًا، فإن اهتمامنا الأول دائمًا هو تحسين نتائج المرضى في بيئة العالم الحقيقي. عملنا هو إحداث فرق في كل من الرعاية والنتائج الجراحية للمرضى.
استكشاف خيارات التعليم العصبي الخاصة بك؟ طلب موعد مع فريق التسجيل. راسلنا عبر البريد الإلكتروني اليوم.
لمعرفة ما إذا كنت أنت أو أحد أفراد أسرتك قد تستفيد من رعاية الأعصاب، اتصل بالرقم 505-272-4866.