Po nugaros smegenų traumos atlikta operacija nebūtinai reiškia, kad pavojus praėjo – audinių pažeidimai dar kelias dienas gali progresuoti dėl tinimo, kraujavimo ar sutrikusios kraujotakos.
Didžiausia problema ta, kad užsiuvus žaizdą gydytojams tampa sunku tiesiogiai matyti, kas vyksta nugaros smegenyse: magnetinio rezonanso tyrimas suteikia tik pavienes „nuotraukas“, o ne nuolatinį vaizdą.
Dabar Johns Hopkins universiteto tyrėjai pristatė itin mažą ultragarsinį implantą, kuris galėtų tapti savotišku „langeliu“ į nugaros smegenų būklę po operacijos. Prietaisas, prijungtas laidu prie išorinio įrenginio, buvo išbandytas su kiaulėmis.
Mokslininkai teigia, kad implantas leido kelias dienas iš eilės fiksuoti nugaros smegenų audinių pokyčius ir kraujotakos signalus – būtent tuo laikotarpiu, kai žala gali plėstis nepastebimai.
Kaip veikia pleistro dydžio įrenginys
Implantas pavadintas Multimodal Ultrasound System for Injury Care (MUSIC). Jo matmenys panašūs į mažą lipnų pleistrą: apie 4,5 centimetro ilgio, 1 centimetro pločio ir 0,3 centimetro storio.
Numatoma, kad operacijos metu chirurgai jį uždėtų virš nugaros smegenų, o plonas laidas būtų išvestas į išorę ir prijungtas prie įrangos, kuri apdoroja signalus.
MUSIC naudoja ultragarsinius jutiklius, kurie formuoja nugaros smegenų struktūrų vaizdą ir atlieka Doplerio matavimus – tuo pačiu principu, kuriuo ultragarsu vertinamas kraujo tekėjimas kraujagyslėmis.
Tyrėjai pirmiausia patikrino, kaip implantas tiktų ant žmogaus stuburo, naudodami donorinį preparatą, o vėliau jį implantavo kiaulėms, įskaitant gyvūnus su eksperimentiškai sukeltomis traumomis.
Ką pavyko užfiksuoti ir kokios ribos išlieka
Bandymų metu mokslininkai teigia galėję atskirti nugaros smegenų struktūras, stebėti su kraujavimu susijusius pokyčius ir matuoti kraujotakos signalus kelių dienų laikotarpiu. Kai kurie implantai vietoje išliko iki 15 dienų.
Vis dėlto įrenginys fiksuoja signalus labai mažame regione – ties smulkios nugaros smegenų arterijos sritimi. Tyrėjai pabrėžia, kad implantas negali „pamatyti“ pačios arterijos sienelių ir tiesiogiai neparodo, kiek kraujo iš tiesų pasiekia audinius.
Pasak tyrimo vadovo Amir Manbachi, nugaros smegenų traumų biologiniai procesai vyksta lokaliai, todėl ir stebėsena bei galimos intervencijos turėtų būti lokalios.
Ultragarsu operacijos metu nugaros smegenys buvo vaizdinamos ir anksčiau, tačiau MUSIC siekia, kad tokia stebėsena būtų įmanoma jau po to, kai žaizda užsiūta.
Ultragarsas – ne tik stebėjimui?
Gydytojai, siekdami apsaugoti pažeistas nugaros smegenis, dažnai stengiasi palaikyti tinkamą kraujospūdį. Tačiau kraujospūdžio rodmenys kitur kūne nebūtinai reiškia, kad traumos vietoje kraujotaka gera.
Straipsnyje minima 2025 metų atsitiktinių imčių studija, kurioje dalyvavo 92 pacientai: agresyvus kraujospūdžio kėlimas nesuteikė geresnių neurologinių rezultatų ir buvo susijęs su didesniu kvėpavimo komplikacijų skaičiumi.
Tyrėjai svarsto, kad MUSIC ateityje galėtų padėti tiksliau vertinti situaciją traumos vietoje. Be vaizdinimo, įrenginys taip pat gali skleisti fokusuotą ultragarsą, kuris, kaip tikimasi, galėtų paveikti kraujotaką šalia pažeidimo.
Trijose sveikose kiaulėse per 30 pasikartojančių eksperimentinių sesijų ultragarsas pakeitė vietinį kraujo tėkmės greitį, ryškiai nepakeisdamas bendro kraujospūdžio ar širdies ritmo. Pokyčiai buvo įvairūs – fiksuoti ir greičio didėjimai, ir mažėjimai.
FDA statusas nereiškia leidimo naudoti
Projektas sulaukė reikšmingo finansavimo: 2020 metais Johns Hopkins paskelbė gavęs 13,48 mln. JAV dolerių DARPA paramą ir kėlė tikslą per penkerius metus priartinti technologiją prie naudojimo žmonėms, tačiau šis terminas jau praėjo.
Naujajame darbe apie žmonių klinikinius implantavimo bandymus nugaros smegenyse nepranešama. Kitaip tariant, kol kas tai – gyvūnų modeliu pagrįsti rezultatai.
Įrenginys 2023 metais gavo JAV Maisto ir vaistų administracijos (FDA) „Breakthrough Device“ (proveržio prietaiso) statusą, tačiau jis nereiškia patvirtinimo naudoti – tik prioritetinį vertinimą.
Tyrėjai pripažįsta, kad lieka esminių klausimų, pirmiausia dėl saugumo: reikalingi didesni tyrimai, kurie įvertintų infekcijų riziką, implanto pasislinkimą, vėlyvą uždegimą ir pašalinimo procedūrą. Kol kas MUSIC laikomas būdu geriau matyti, kas vyksta po traumos, o ne pačiu traumos „sutaisymu“.
Tyrimas paskelbtas žurnale „Science Advances“.