Con la tecnologia sviluppata presso l’UC Riverside, gli scienziati possono, per la prima volta, realizzare immagini ad alta risoluzione dell’essere umano midollo spinale durante l’intervento chirurgico. Questo progresso potrebbe aiutare a portare un vero sollievo a milioni di persone che soffrono di mal di schiena cronico.
La tecnologia, nota come fuSI o imaging ecografico funzionale, non solo consente ai medici di vedere il midollo spinale, ma anche di mappare la risposta del midollo ai vari trattamenti in tempo reale. Un articolo pubblicato oggi sulla rivista Neuron descrive in dettaglio come la fUSI ha funzionato per sei persone sottoposte a stimolazione elettrica per il trattamento del mal di schiena cronico.
“Lo scanner fuSI è liberamente mobile in vari contesti ed elimina la necessità di un’ampia infrastruttura associata alle tecniche classiche di neuroimaging, come la risonanza magnetica funzionale (fMRI)”, ha affermato Vasileios Christopoulos, assistente professore di bioingegneria presso l’UCR che ha contribuito a sviluppare la tecnologia. . “Inoltre, offre una sensibilità dieci volte superiore per rilevare la neuroattivazione rispetto alla fMRI.”
Finora è stato difficile valutare se un trattamento per il mal di schiena funzionasse poiché i pazienti sono sotto anestesia e dormono. Pertanto, i pazienti non possono fornire un feedback verbale sui loro livelli di dolore durante il trattamento. “Con gli ultrasuoni possiamo monitorare i cambiamenti del flusso sanguigno nel midollo spinale indotti dalla stimolazione elettrica. Ciò può indicare che il trattamento sta funzionando”, ha detto Christopoulos.
Il midollo spinale è una “zona ostile” per le tecniche di imaging tradizionali a causa di significativi artefatti legati al movimento, come la pulsazione cardiaca e la respirazione. “Questi movimenti introducono rumore indesiderato nel segnale, rendendo il midollo spinale un bersaglio sfavorevole per le tradizionali tecniche di neuroimaging”, ha detto Christopoulos.
Al contrario, il fUSI è meno sensibile agli artefatti da movimento. Emette onde sonore nell’area di interesse e i globuli rossi in quell’area fanno eco al suono, producendo un’immagine chiara. “È come il sonar sottomarino, che utilizza il suono per navigare e rilevare oggetti sott’acqua”, ha detto Christopoulos. “In base alla forza e alla velocità dell’eco, possono imparare molto sugli oggetti vicini.”
Christopoulos ha collaborato con l’USC Neurorestoration Center del Keck Hospital per testare la tecnologia su sei pazienti affetti da lombalgia cronica. Per questi pazienti era già stato programmato l’ultimo intervento chirurgico per il dolore, poiché nessun altro trattamento, compresi i farmaci, aveva contribuito ad alleviare la loro sofferenza.
Per questo intervento, i medici hanno stimolato il midollo spinale con degli elettrodi, nella speranza che la tensione alleviasse il disagio del paziente e migliorasse la sua qualità di vita.
“Se sbatti la mano, istintivamente, la strofini. Lo sfregamento aumenta il flusso sanguigno, stimola i nervi sensoriali e invia un segnale al cervello che maschera il dolore”, ha detto Christopoulos. “Crediamo che la stimolazione del midollo spinale possa funzionare allo stesso modo, ma avevamo bisogno di un modo per visualizzare l’attivazione del midollo spinale indotta dalla stimolazione”.
L’articolo di Neuron descrive in dettaglio come il fUSI sia in grado di rilevare i cambiamenti del flusso sanguigno a livelli senza precedenti inferiori a 1 millimetro al secondo. Per fare un confronto, la fMRI è in grado di rilevare solo cambiamenti di 2 centimetri al secondo.
“Abbiamo grandi arterie e rami più piccoli, i capillari. Sono estremamente sottili, penetrano nel cervello e nel midollo spinale e trasportano ossigeno in modo che possano sopravvivere”, ha detto Christopoulos. “Con fUSI possiamo misurare questi piccoli ma critici cambiamenti nel flusso sanguigno”.
Generalmente, questo tipo di intervento chirurgico ha una percentuale di successo del 50%. Con un migliore monitoraggio dei cambiamenti del flusso sanguigno, Christopoulos spera che questo tasso aumenterà notevolmente. “Avevamo bisogno di sapere quanto velocemente scorre il sangue, quanto è forte e quanto tempo impiega il flusso sanguigno a tornare al livello di base dopo la stimolazione spinale. Ora avremo queste risposte”, ha detto Christopoulos.
Andando avanti, i ricercatori sperano anche di dimostrare che la fUSI può aiutare a ottimizzare i trattamenti per i pazienti che hanno perso il controllo della vescica a causa di lesioni del midollo spinale o dell’età. “Potremmo essere in grado di modulare i neuroni del midollo spinale per migliorare il controllo della vescica”, ha detto Christopoulos.
“Con un minor rischio di danni rispetto ai metodi precedenti, la fUSI consentirà trattamenti del dolore più efficaci e ottimizzati per i singoli pazienti”, ha affermato Christopoulos. “È uno sviluppo davvero entusiasmante”.
Fonte: UC Riverside
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
