Con tecnología desarrollada en UC Riverside, los científicos pueden, por primera vez, crear imágenes de alta resolución del ser humano. médula espinal durante la cirugía. Este avance podría ayudar a brindar un alivio real a millones de personas que sufren dolor de espalda crónico.
La tecnología, conocida como fUSI o imágenes por ultrasonido funcional, no sólo permite a los médicos ver la médula espinal sino también mapear la respuesta de la médula a diversos tratamientos en tiempo real. Un artículo publicado hoy en la revista Neuron detalla cómo fUSI funcionó para seis personas sometidas a estimulación eléctrica para el tratamiento del dolor de espalda crónico.
«El escáner fUSI se puede mover libremente en varios entornos y elimina la necesidad de una infraestructura extensa asociada con las técnicas de neuroimagen clásicas, como la resonancia magnética funcional (fMRI)», dijo Vasileios Christopoulos, profesor asistente de bioingeniería en la UCR que ayudó a desarrollar la tecnología. . «Además, ofrece diez veces más sensibilidad para detectar la neuroactivación en comparación con la resonancia magnética funcional».
Hasta ahora, ha sido difícil evaluar si un tratamiento para el dolor de espalda está funcionando, ya que los pacientes están bajo anestesia y dormidos. Por tanto, los pacientes no pueden proporcionar información verbal sobre sus niveles de dolor durante el tratamiento. “Con la ecografía podemos controlar los cambios en el flujo sanguíneo en la médula espinal inducidos por la estimulación eléctrica. Esto puede indicar que el tratamiento está funcionando”, dijo Christopoulos.
La médula espinal es un “área hostil” para las técnicas de imagen tradicionales debido a importantes artefactos de movimiento, como la pulsación del corazón y la respiración. «Estos movimientos introducen ruidos no deseados en la señal, lo que convierte a la médula espinal en un objetivo desfavorable para las técnicas tradicionales de neuroimagen», dijo Christopoulos.
Por el contrario, fUSI es menos sensible a los artefactos de movimiento. Emite ondas sonoras en el área de interés y los glóbulos rojos en esa área hacen eco del sonido, produciendo una imagen clara. «Es como un sonar submarino, que utiliza el sonido para navegar y detectar objetos bajo el agua», dijo Christopoulos. «Según la fuerza y la velocidad del eco, pueden aprender mucho sobre los objetos cercanos».
Christopoulos se asoció con el Centro de Neurorestauración de la USC en el Hospital Keck para probar la tecnología en seis pacientes con dolor lumbar crónico. Estos pacientes ya estaban programados para la última cirugía para el dolor, ya que ningún otro tratamiento, incluidos los medicamentos, había ayudado a aliviar su sufrimiento.
Para esta cirugía, los médicos estimularon la médula espinal con electrodos, con la esperanza de que el voltaje aliviara el malestar del paciente y mejorara su calidad de vida.
“Si te golpeas la mano, instintivamente te la frotas. Frotar aumenta el flujo sanguíneo, estimula los nervios sensoriales y envía una señal al cerebro que enmascara el dolor”, dijo Christopoulos. «Creemos que la estimulación de la médula espinal puede funcionar de la misma manera, pero necesitábamos una forma de ver la activación de la médula espinal inducida por la estimulación».
El artículo de Neuron detalla cómo fUSI puede detectar cambios en el flujo sanguíneo a niveles sin precedentes de menos de 1 milímetro por segundo. En comparación, la resonancia magnética funcional sólo puede detectar cambios de 2 centímetros por segundo.
“Tenemos arterias grandes y ramas más pequeñas, los capilares. Son extremadamente delgados, penetran el cerebro y la médula espinal y llevan oxígeno a lugares donde pueden sobrevivir”, dijo Christopoulos. «Con fUSI, podemos medir estos pequeños pero críticos cambios en el flujo sanguíneo».
Generalmente, este tipo de cirugía tiene una tasa de éxito del 50%. Con una mejor monitorización de los cambios en el flujo sanguíneo, Christopoulos espera que esta tasa aumente dramáticamente. “Necesitábamos saber qué tan rápido fluye la sangre, qué tan fuerte y cuánto tiempo tarda el flujo sanguíneo en volver a su nivel inicial después de la estimulación espinal. Ahora tendremos estas respuestas”, dijo Christopoulos.
En el futuro, los investigadores también esperan demostrar que fUSI puede ayudar a optimizar los tratamientos para pacientes que han perdido el control de la vejiga debido a una lesión de la médula espinal o a la edad. «Es posible que podamos modular las neuronas de la médula espinal para mejorar el control de la vejiga», dijo Christopoulos.
«Con menos riesgo de daño que los métodos más antiguos, fUSI permitirá tratamientos para el dolor más efectivos y optimizados para pacientes individuales», dijo Christopoulos. «Es un avance muy emocionante».
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