नई एमआरआई तकनीक न्यूरोसर्जरी के लिए इमेजिंग मार्गदर्शन में सुधार करती है
मस्तिष्क शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों को नियंत्रित करता है, हमें जीवित रखता है, हमें दुनिया के साथ बातचीत करने की इजाजत देता है और उन विचारों और राय का उत्पादन करता है जो हमें इंसान बनाते हैं।
जब कोई ट्यूमर आक्रमण करता है, तो न्यूरोसर्जन को मस्तिष्क के उन हिस्सों को काटे बिना, जो इन महत्वपूर्ण कार्यों को नियंत्रित करते हैं, कैंसर को यथासंभव पूरी तरह से हटाने के लिए हस्तक्षेप करना चाहिए। सर्जन उनका मार्गदर्शन करने के लिए चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) का उपयोग करते हैं। जबकि एमआरआई देखभाल के वर्तमान मानक का हिस्सा है, कैंसर के उच्छेदन के सटीक मार्गदर्शन के लिए महत्वपूर्ण बाधाएं हैं - ट्यूमर मार्जिन और घुसपैठ के रेडियोलॉजिकल दृश्य को बढ़ाने और मस्तिष्क समारोह की मैपिंग की दक्षता में सुधार करने की तत्काल आवश्यकता पैदा होती है।
यूएनएम हेल्थ साइंसेज सेंटर ने हाल ही में एक नया पेटेंट कराया है एमआरआई डेटा अधिग्रहण और विश्लेषण प्रौद्योगिकी सर्जनों को ट्यूमर और आसपास के मस्तिष्क के ऊतकों के बारे में सटीक, वास्तविक समय की जानकारी प्रदान करना। यह तकनीक मौजूदा एमआरआई स्कैनर के साथ संगत है और एक ही समय में दो प्रकार के एमआरआई स्कैन करती है, जिससे कम से कम तीन मिनट में प्रभावशाली डेटा तैयार होता है।
1.3 से अधिक के लिए अमेरिका में लाखों लोग ब्रेन ट्यूमर के साथ जी रहे हैं, यह प्रतिमान बदलने वाली तकनीक सर्जरी के बाद परिणामों को बेहतर बनाने में मदद कर सकती है।
एमआरआई दक्षता और परिशुद्धता में सुधार
एमआरआई स्कैनिंग जीवित ऊतक (पानी - एच) में हाइड्रोजन की सर्वव्यापकता पर निर्भर करती है 2O - शरीर में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला अणु है), एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र जो हाइड्रोजन परमाणु में प्रोटॉन के स्पिन को ध्रुवीकृत करता है और एक रेडियो ट्रांसमीटर एक प्रोटॉन स्पिन अनुनाद बनाता है जो जीवित ऊतकों में प्रोटॉन को रेडियो सिग्नल उत्सर्जित करने का कारण बनता है। एक छवि में संसाधित करें.
न्यूरोसर्जन सर्जरी से पहले, उसके दौरान और बाद में मस्तिष्क के बारे में जानकारी एकत्र करने के लिए उन छवियों का उपयोग करते हैं। एमआरआई के कुछ प्राथमिक प्रकारों में शामिल हैं:
- संरचनात्मक एमआरआई: विभिन्न मस्तिष्क ऊतक डिब्बों से सिग्नल, जैसे कॉर्टेक्स में ग्रे पदार्थ और अंतर्निहित सफेद पदार्थ, जिन्हें उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवि में संसाधित किया जा सकता है जो उच्च कंट्रास्ट के साथ विभिन्न मस्तिष्क ऊतक संरचनाओं को प्रकट करता है।
- कार्यात्मक एमआरआई (एफएमआरआई): मस्तिष्क की गतिविधि बढ़ने पर इन क्षेत्रों में बढ़े हुए रक्त प्रवाह का पता लगाकर चयापचय रूप से सक्रिय ऊतकों को हाइलाइट करता है, जिसे मस्तिष्क के कार्यात्मक क्षेत्रों के मानचित्रों में संसाधित किया जा सकता है। चूंकि मस्तिष्क हमेशा सक्रिय रहता है, यहां तक कि जब मस्तिष्क आराम कर रहा होता है, तो मस्तिष्क में सिग्नल के उतार-चढ़ाव को मस्तिष्क कार्यात्मक नेटवर्क (विश्राम-अवस्था एफएमआरआई) के मानचित्रों में भी संसाधित किया जा सकता है।
- डिफ्यूजन एमआरआई (डीएमआरआई): पानी के प्रसार को मापता है और संकेतों को सफेद पदार्थ फाइबर ट्रैक्ट के मानचित्रों में संसाधित करने की अनुमति देता है जो विभिन्न कॉर्टिकल क्षेत्रों को जोड़ते हैं।
- एमआर स्पेक्ट्रोस्कोपिक इमेजिंग (एमआरएसआई): पानी के अलावा कई इंट्रासेल्युलर कार्बनिक अणुओं (मेटाबोलाइट्स) से संकेतों को मापता है जो विभिन्न ऊतक प्रकारों के लिए विशिष्ट होते हैं और जो मस्तिष्क जैव रसायन के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। इन मेटाबोलाइट संकेतों को मेटाबोलाइट्स के वर्णक्रमीय पैटर्न और एकाग्रता मानचित्रों में संसाधित किया जा सकता है। इन अणुओं की सांद्रता मस्तिष्क ट्यूमर में बदल जाती है और ट्यूमर के प्रकारों की पहचान करने में मदद कर सकती है।
कार्यात्मक एमआरआई और एमआर स्पेक्ट्रोस्कोपिक इमेजिंग का उपयोग सर्जनों को मार्गदर्शन करने के लिए किया जा सकता है क्योंकि वे कैंसरग्रस्त ऊतक को हटाते हैं, लेकिन इन एमआरआई डेटा को इकट्ठा करने में बहुत समय लगता है और आमतौर पर कई सत्रों में अलग-अलग किया जाता है। एमआर स्पेक्ट्रोस्कोपिक इमेजिंग तकनीकी रूप से बहुत मांग वाली है और इसलिए नैदानिक अभ्यास में इसे नियमित रूप से नहीं किया जाता है।
इसके अलावा, कार्य-आधारित एफएमआरआई और इंट्रा-ऑपरेटिव मैपिंग, जो देखभाल के वर्तमान नैदानिक मानक हैं और जिनके लिए रोगियों को मस्तिष्क क्षेत्रों को सक्रिय करने के लिए कार्य करने की आवश्यकता होती है, की अपनी चुनौतियां हैं। ब्रेन ट्यूमर की उपस्थिति, उनकी उम्र या अन्य कारणों से मरीज़ कार्य करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं। भाषा फ़ंक्शन की इंट्रा-ऑपरेटिव मैपिंग के लिए मरीजों को सर्जरी के दौरान जागने की आवश्यकता होती है, अपने मस्तिष्क के हिस्सों को शामिल करने के लिए गतिविधियां करने की आवश्यकता होती है ताकि इन क्षेत्रों को मैप किया जा सके - यह मरीजों के लिए तनावपूर्ण हो सकता है। यह वह जगह है जहां रेस्टिंग-स्टेट एफएमआरआई का उपयोग उन रोगियों में डेटा प्राप्त करने के लिए एक सहायक के रूप में किया जा सकता है जो सर्जिकल मार्गदर्शन के लिए चिकित्सकीय रूप से उपयोगी होने के लिए पर्याप्त रूप से कार्य नहीं कर सकते हैं।
हमारी तकनीक एक इमेजिंग सत्र में मस्तिष्क कार्यात्मक नेटवर्क और मस्तिष्क जैव रसायन को मैप करने के लिए एक नया हाई-स्पीड दृष्टिकोण प्रदान करती है, जो पूरे मस्तिष्क फ़ंक्शन और मल्टी-स्लाइस मेटाबोलाइट मानचित्रों के सैकड़ों अलग-अलग आराम राज्य प्रतिनिधित्व को 3 मिनट से भी कम समय के स्कैन समय के भीतर इकट्ठा करती है। यह विशेष रूप से फ्रंटल कॉर्टेक्स में, विशेष रूप से फ्रंटल कॉर्टेक्स को बचाते हुए ब्रेन ट्यूमर के सर्जिकल निष्कासन को बढ़ाने के अवसरों की एक श्रृंखला खोलता है, जिसे पारंपरिक, कार्य-आधारित एफएमआरआई के साथ पर्याप्त रूप से चित्रित नहीं किया जा सकता है।
न्यूरोसर्जन लंबे समय से मस्तिष्क के उन क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जो मोटर, भाषा, दृश्य और श्रवण प्रणालियों को नियंत्रित करते हैं, जिससे फ्रंटल कॉर्टेक्स काफी हद तक अप्रकाशित रहता है। यह तकनीक मस्तिष्क के फ्रंटल कॉर्टेक्स, जो अनुभूति का एक महत्वपूर्ण केंद्र है, की नई समझ प्रदान करके न्यूरोसर्जन के निर्णय लेने के तरीके में क्रांतिकारी बदलाव ला सकती है।
एक साथ कार्यात्मक और चयापचय दोनों जानकारी एकत्र करने की क्षमता न्यूरोसर्जनों को मस्तिष्क के महत्वपूर्ण कार्य को संरक्षित करते हुए ट्यूमर के उच्छेदन को अधिकतम करने के लिए मस्तिष्क ट्यूमर और आसन्न वाक्पटु कॉर्टेक्स के बीच स्थानिक मार्जिन को चित्रित करने के लिए नए स्तर की सटीकता प्रदान कर सकती है।
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रोगी परिणामों में सुधार के लिए सहयोगात्मक अनुसंधान
यूएनएम एचएससी न्यूरोलॉजी विभाग हमारे साझेदारों के सहयोग से राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान से लघु व्यवसाय प्रौद्योगिकी हस्तांतरण अनुदान निधि प्राप्त हुई है मिनेसोटा विश्वविद्यालय और पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय व्यापक रूप से उपलब्ध एमआरआई स्कैनर का उपयोग करके प्रीसर्जिकल सेटिंग में और इंट्रा-ऑपरेटिव एमआरआई स्कैनर का उपयोग करके इंट्रा-ऑपरेटिव सेटिंग में मस्तिष्क गतिविधि का वास्तविक समय विश्लेषण विकसित करना।
इस तकनीक को ब्रेन ट्यूमर वाले रोगियों में प्रीसर्जिकल मैपिंग और इंट्रा-ऑपरेटिव मैपिंग के लिए मान्य किया जाएगा ताकि न्यूरोसर्जन को ट्यूमर के पास मस्तिष्क ऊतक कार्य के बारे में योजना की जानकारी और सर्जरी के दौरान ऊतक फ़ंक्शन के इंट्रा-ऑपरेटिव अपडेट प्रदान करने की व्यवहार्यता का आकलन किया जा सके।
नई एक साथ एफएमआरआई और एमआरएसआई तकनीक को आगे विकसित किया जाएगा ताकि एलोक्वेंट कॉर्टेक्स की वास्तविक समय आराम-स्थिति एफएमआरआई मैपिंग और मस्तिष्क मेटाबोलाइट्स की ऑनलाइन मैपिंग हो सके जो अमीनो एसिड, लिपिड, कोलीन, क्रिएटिन और अन्य जैसे ऊतकों में मौजूद हैं। इन मेटाबोलाइट्स की मात्रा की तुलना सामान्य मस्तिष्क ऊतक से करने से ऊतक चयापचय स्थिति और मस्तिष्क ट्यूमर के प्रकार को निर्धारित करने में मदद मिल सकती है।
हम इन प्रौद्योगिकियों को नैदानिक अनुप्रयोग के लिए व्यापक रूप से उपलब्ध कराने के लिए काम कर रहे हैं, ताकि बड़ी संख्या में रोगियों के लिए उनका सबसे बड़ा लाभ हो सके। हमारे शोध में महत्वपूर्ण नैदानिक प्रश्नों के उत्तर देने के लिए डेटा अधिग्रहण तकनीकों में सुधार करना शामिल है। हालाँकि, इस प्रकार का अभूतपूर्व अनुसंधान शून्य में पूरा नहीं किया जा सकता है, इसलिए हम देश और दुनिया भर के भागीदारों के साथ सहयोग करते हैं।
यूएनएम एचएससी प्रशिक्षुओं को दुनिया भर के प्रमुख अनुसंधान केंद्रों में वैज्ञानिकों के साथ मिलकर काम करने के लिए आवश्यक संचार और टीम वर्क कौशल विकसित करने के इस अवसर से लाभ होता है। इसके अलावा, वे गेम-चेंजिंग खोजें करने और दुनिया भर के प्रमुख वैज्ञानिकों के साथ संयुक्त पत्र प्रकाशित करने के लिए आवश्यक उद्यमशीलता की भावना की खोज करते हैं।
हम सभी के लिए, हमारी सबसे बड़ी चिंता हमेशा वास्तविक दुनिया की सेटिंग में रोगी के परिणामों में सुधार करना है। हमारा काम मरीजों की देखभाल और सर्जिकल परिणामों दोनों में अंतर लाना है।
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