Zespół z Cambridge opracowuje spersonalizowane operacje guza mózgu, technika podsłuchiwania mózgu pacjenta podczas operacji guza

Naukowcy i klinicyści z Cambridge opracowali technikę podsłuchiwania mózgu pacjenta podczas operacji guza – poprawiając dokładność operacji i zmniejszając ryzyko uszkodzenia mózgu. Nowe podejście wykorzystywałoby ulepszoną technologię obrazowania przedoperacyjnego, aby dokładniej określić dokładną lokalizację guza i określić, w jaki sposób różne obszary mózgu pacjenta komunikują się ze sobą.

Z punktu widzenia medycyny spersonalizowanej technika ta jest rewolucyjna. Ulepszone obrazowanie zapewni odczyty z mózgu pacjenta. Chirurdzy i pacjenci będą wtedy mogli omówić opcje dotyczące tego, ile uszkodzonych obszarów należy usunąć i jakie alternatywne działania oznaczałyby pod względem przyszłej funkcjonalności.

w teatrze, po otwarciu czaszki pacjenta, chirurg umieści elektrody na powierzchni mózgu, aby „słuchać” aktywności mózgu. Algorytm komputerowy przeanalizuje te informacje, gdy pacjent wykona zestaw testów poznawczych, przekazywanie chirurgowi informacji zwrotnych na żywo. Umożliwi to chirurgowi dokładniejsze przewidywanie prawdopodobnego wpływu usunięcia określonego obszaru tkanki mózgowej.

w większości, Funkcja wykonawcza jest trudna do przetestowania za pomocą stymulacji elektrycznej – po części dlatego, że obejmuje ona sieci regionów w całym mózgu.

Mamy nadzieję, że połączenie udoskonalonych testów kognitywnych i dokładniejszego zrozumienia sieci indywidualnych pacjentów umożliwi chirurgom monitorowanie potencjalnego upośledzenia funkcji wykonawczych na sali operacyjnej.

Nowa technika jest pomyślana jako dodatek do aktualnej złotej standardowej operacji guza mózgu – nie jako alternatywa, podkreśla zespół z Cambridge UK.

Pacjenci z glejakami o niskim stopniu złośliwości w mózgu – wolno rozprzestrzeniający się, ale potencjalnie zagrażający życiu guz – zwykle przechodzi operację usunięcia guza.

Ale usunięcie tkanki mózgowej może być ryzykowne, ponieważ nie ma granicy między mózgiem a guzem – guz nacieka mózg. Usunięcie guza może prowadzić do usunięcia ważnych części mózgu i wynikających z tego upośledzeń funkcji, takich jak mowa, funkcje ruchowe i wykonawcze (co pozwala jednostce planować, organizować i realizować zadania).

Aby zminimalizować to ryzyko, neurochirurdzy otwierają czaszkę pacjenta, a następnie go budzą. Miejscowe znieczulenie oznacza, że ​​pacjent nie będzie odczuwał bólu, a sam mózg nie zawiera receptorów bólu.

Chirurg zbada mózg pacjenta, stosując łagodne impulsy elektryczne do tkanki otaczającej guz, prosząc ich o wykonanie zestawu zadań. Na przykład, pacjent może zostać poproszony o policzenie od jednego do pięciu: jeśli impuls elektryczny przyłożony do określonego miejsca w mózgu wpływa na ich zdolność do wykonania tego zadania, chirurg pozostawi tę tkankę na miejscu.

„Jako chirurdzy, zawsze staramy się zminimalizować ryzyko dla pacjentów i zapewnić im najlepsze możliwe wyniki,” mówi Tomasz Santarius, neurochirurga w Addenbrooke's, Szpitale Uniwersytetu Cambridge.

„Operacja guzów mózgu zawsze wymaga zachowania delikatnej równowagi między usunięciem jak największej ilości chorej tkanki, aby zapewnić pacjentom lepsze rokowanie, a jednocześnie zminimalizować ryzyko uszkodzenia funkcji mózgu, które będzie miało potencjalnie masowo szkodliwy wpływ na życie pacjenta”.

Chociaż obecne podejście jest uważane za „złoty standard”, nie jest doskonały. Zastosowanie impulsów w różnych częściach mózgu wymaga czasu i może pominąć niektóre obszary, które są ważne dla niektórych funkcji. Obecna bateria testów poznawczych, z których korzystają chirurdzy, jest również ograniczona i nie sprawdza podstawowych funkcji wykonawczych, na przykład.

Naukowcy i klinicyści z University of Cambridge i Addenbrooke’s Hospital, prowadzony przez Santariusa, Dr Yaara Erez i Michael Hart – wraz z Pedro Coelho z firmy Neurophys Ltd, zajmującej się śródoperacyjnym neuromonitoringiem w Cambridge – współpracowali w celu opracowania nowego podejścia.

"W tym momencie, neurochirurdzy wiedzą tylko o funkcjonowaniu przeciętnego mózgu – nie mają informacji dotyczących konkretnego pacjenta,” wyjaśnia dr Yaara Erez, neurobiolog z MRC Cognition and Brain Sciences Unit na Uniwersytecie Cambridge.

„Ale nastąpił ogromny postęp w obrazowaniu mózgu i elektrofizjologii – naszym zrozumieniu elektryczności w naszych ciałach – więc dlaczego nie wykorzystać tych informacji do udoskonalenia chirurgii mózgu”?

„Chcemy przenieść całą tę wiedzę do teatru, dostarczanie chirurgom zintegrowanych danych i najlepszych narzędzi wspierających ich pracę”.

W ramach tego podejścia, pacjenci przechodziliby szereg badań neuroobrazowych z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego (MRI) przed operacją miało na celu określenie nie tylko dokładnej lokalizacji guza, ale także tego, w jaki sposób różne regiony ich mózgów komunikują się ze sobą.

W ramach tego procesu, wykorzystana zostanie wydrukowana w 3D kopia mózgu pacjenta, pokazując, gdzie znajduje się guz. Ten model ma pomóc chirurgom zaplanować operację, omówić z pacjentem potencjalne ryzyko związane z operacją i zaangażować pacjenta w podejmowanie decyzji o tym, którą tkankę należy usunąć.

„Lekarze muszą być w stanie omówić opcje z pacjentami, i mamy nadzieję, że wykorzystanie danych z neuroobrazowania i przedstawienie ich jako modelu 3D pomoże chirurgom w planowaniu operacji i zapewni, że pacjenci będą lepiej poinformowani o ryzyku i korzyściach wynikających z operacji,– mówi dr Erez.

„To nie zastąpi stymulacji mózgu podczas operacji, ale poprowadzi chirurga, zaoszczędzi czas i sprawi, że operacja będzie bardziej wydajna”, bardziej precyzyjne.

„Pozwoli nam również zrozumieć, w jaki sposób mózgi pacjentów przystosowują się do obecności guza i jak dobrze wracają do zdrowia po operacji. Obejmuje sprzęt, który jest już w dużej mierze używany w gabinetach lekarskich, więc wdrożenie powinno być łatwe i opłacalne”.

Modlitwy, które poruszają niebo, zespół uzyskał dane z 12 pacjentów, dostarcza już dużą ilość danych do analizy, z bogatym zbiorem danych od każdego pacjenta, zebrane wcześniej, w trakcie i po operacji.

Chociaż obecnie analizują te informacje offline, dane pomogą im znaleźć najlepsze środki do dostarczenia wymaganych informacji – jakie są idealne zadania do wykonania przez pacjentów – a następnie zoptymalizować analizę.

Badania były możliwe tylko dzięki interakcji między badaczami i klinicystami z różnych dyscyplin, mówi dr Erez. „W Cambridge, mamy różne grupy neuronaukowców o różnych specjalizacjach, od psychologii i obrazowania po informatykę, pracujących z klinicystami i chirurgami w szpitalu. Cokolwiek potrzebujemy, zawsze możemy znaleźć kogoś w Cambridge, kto wie, jak to zrobić!”

Badania są wspierane przez Medical Research Council, Royal Society i The Brain Tumor Charity.

Pochodzi z Izraela, Dr Yaara Erez jest obecnie neurobiologiem w MRC Cognition and Brain Sciences Unit – ośrodku, który ma „długą historię wielkiego wkładu w teoretyczne i eksperymentalne podstawy psychologii poznawczej”.

Z wykształcenia jest informatyką i psychologią. Zanim zdecydowała się zrobić doktorat z neuronauki, spędziła kilka lat jako programistka. W swojej pracy wykorzystuje różnorodne techniki, które obejmują różne rodzaje sygnałów mózgowych, które zbiera od zdrowych ochotników i pacjentów z guzami mózgu.

Źródło:

www.businessweekly.co.uk