Článek
Vůbec poprvé v historii medicíny se lékařům podařilo implantovat průhlednou lebeční protézu pacientovi, která slouží jako okno do mozku. Poté pomocí ultrazvuku (fUSI) shromáždili data zobrazující mozek s vysokým rozlišením.
Jejich předběžná zjištění naznačují, že tento neinvazivní přístup může otevřít nové cesty pro sledování pacientů s poraněním mozku. Metodu lze také použít pro klinický výzkum a další studie fungování mozku.
Bylo to vůbec první použití funkčního ultrazvukového zobrazování prostřednictvím lebeční náhrady u bdělého člověka, který navíc při sledování plnil nějaký úkol.
Získat informace neinvazivní metodou přes průhledný implantát je opravdu velmi významným pokrokem v oblasti medicíny. Obzvláště pokud získané informace pomohou při diagnostice a následné léčbě,
Jared Hager, skateboardista s půlkou lebky
Vědci mohli otestovat svůj implantát díky 39letému Jaredu Hagerovi, který utrpěl traumatické poranění mozku (TBI) při nehodě na skateboardu (2019). Tlak a otok mozku způsobil, že Jaredovi museli odstranit půlku lebky. Část jeho mozku zůstala zakryta pouze kůží a pojivovou tkání. Kvůli pandemii pak musel čekat více než dva roky. Teprve potom byla Jeredova chybějící část lebky nahrazená protézou.
Jared se do výzkumu přihlásil dobrovolně. Doktor Liu a doktor Jonathan Russin už nějaký čas pracovali spolu s týmem Caltechu na novém typu zobrazování mozku fPACT.
Experimentální techniku poprvé otestovali na měkké tkáni. Do té doby mohla být testovaná pouze na mozku u pacienta jako byl Jared, kterému chyběla jen část lebky.
Jaredův příběh
Jared Hager přišel o polovinu lebky při nehodě na skateboardu. Přežil jen pozoruhodným zvratem osudu. Vše se odehrálo u přehrady v Palm Springs v dubnu 2019, když s kamarády natáčel video. „Prostě jsem sjel z kopce, aniž bych se na něj podíval, což je jako fakt blbost,“ řekl.
„Nejdřív jsem si myslel, že umře, protože zfialověl a zbledl,“ řekl jeho bratr-dvojče Cody Hager.
V nemocnici zjistili, že Jaredův mozek krvácí a nekontrolovatelně otéká. Z kómatu se probral asi po třech týdnech. Brzy zjistil, že chirurgové umístili jeho chybějící lebku pod kůži poblíž žaludku. Lékaři po celou dobu doufali, že ji zase použijí. Pandemie však tyto plány zhatila.
Nová hranice pro zobrazování mozku
Jako základ pro tuto studii Liu léta spolupracoval s Michailem Shapirem, PhD a Richardem Andersenem, PhD, z Caltechu. Pracovali na vývoji specializovaných ultrazvukových sekvencí, které mohou měřit mozkové funkce. Dále také pracovali na optimalizaci technologie rozhraní mozek-počítač, která přepisuje signály z mozku pro ovládání externího zařízení.
Před operací sbírali vědci data z fUSI, když jejich pacient Jared prováděl dvě činnosti. Při první řešil hádanku „spojování teček“ na monitoru počítače. Při druhém testu hrál na kytaru. Po instalaci implantátu lékaři shromáždili údaje o stejných úkolech. Poté výsledky porovnali, aby zjistili, zda může fUSI poskytnout přesná a užitečná zobrazovací data.
Shromažďování dat o mozkové aktivitě měřením změn průtoku krve, nebo elektrických impulzů, nabízí klíčové poznatky o tom, jak mozek funguje. A to jak u zdravých lidí, tak u lidí s neurologickým onemocněním.
Současné metody, jako je funkční magnetická rezonance (fMRI) a intrakraniální elektroencefalografie (EEG), nechávají mnoho otázek nezodpovězených. Mezi problémy patří nízké rozlišení, nedostatečná přenositelnost nebo potřeba invazivní chirurgie mozku. fUSI může nakonec nabídnout citlivou a přesnou alternativu.
Pokud dokážeme získat funkční informace prostřednictvím implantátu, může nám to umožnit poskytovat bezpečnější léčbu. Včetně pacientů s TBI, kteří trpí epilepsií, demencí nebo psychiatrickými problémy.
*COI CR, WSG, SLN, RAA, CL a MGS podaly prozatímní patentovou přihlášku založenou na tomto výzkumu pod číslem CIT-9020-P. S názvem „Metoda pro pozorování mozkových stavů pomocí funkčního ultrazvukového zobrazování a sonolucentního materiálu“.
Zdroje: Tisková zpráva Keck School of Medicine, abc7.com
