आक्रामक चिकित्सा प्रक्रियाएं, जैसे कि जिनमें स्थानीय एनेस्थीसिया की आवश्यकता होती है, अक्सर तंत्रिका क्षति का जोखिम शामिल होता है। सर्जरी के दौरान, सर्जन गलती से किसी तंत्रिका को काट सकता है, खींच सकता है या दबा सकता है, खासकर यदि तंत्रिका को गलती से अन्य ऊतक समझ लिया जाए। इससे रोगियों को संवेदी और मोटर समस्याओं सहित दीर्घकालिक लक्षणों का अनुभव हो सकता है। इसी तरह, यदि सुई लक्ष्य परिधीय तंत्रिका से सही दूरी पर नहीं है, तो तंत्रिका ब्लॉक या अन्य प्रकार के एनेस्थीसिया प्राप्त करने वाले रोगियों को तंत्रिका क्षति हो सकती है।
इसलिए, शोधकर्ता तंत्रिका क्षति के जोखिम को कम करने के लिए चिकित्सा इमेजिंग तकनीक विकसित करने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, अल्ट्रासाउंड और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) सर्जनों को सर्जरी के दौरान नसों के स्थान का पता लगाने में मदद कर सकते हैं। हालाँकि, अल्ट्रासाउंड छवियों में आसपास के ऊतकों से नसों को अलग करना चुनौतीपूर्ण है, और एमआरआई महंगा और समय लेने वाला है।
जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ता आक्रामक चिकित्सा प्रक्रियाओं के दौरान तंत्रिका क्षति को रोकने और इष्टतम तंत्रिका दृश्य के लिए प्रमुख तरंग दैर्ध्य की पहचान करने के लिए मल्टीस्पेक्ट्रल फोटोकॉस्टिक इमेजिंग की क्षमता पर प्रकाश डालते हैं।
पिग उलनार नर्व (बाएं) और मीडियन नर्व (दाएं) की फोटोकॉस्टिक छवियां पहली बार विवो में रिकॉर्ड की गईं। तंत्रिका को 1725nm प्रकाश से रोशन किया गया और कन्फोकल अल्ट्रासाउंड छवि पर आरोपित किया गया। तंत्रिका और आसपास के रुचि के एग्रोसे क्षेत्र (आरओआई) की रूपरेखा भी दिखाई गई है। स्रोत: एम.ग्राहम एट अल., doi10.1117/1.JBO.28.9.097001
फोटोकॉस्टिक इमेजिंग की संभावनाएं
इस संबंध में एक आशाजनक विकल्प मल्टीस्पेक्ट्रल फोटोकॉस्टिक इमेजिंग है। एक गैर-आक्रामक तकनीक के रूप में, फोटोकॉस्टिक इमेजिंग मानव ऊतक और संरचनाओं की विस्तृत छवियां बनाने के लिए प्रकाश और ध्वनि तरंगों को जोड़ती है। अनिवार्य रूप से, लक्ष्य क्षेत्र को पहले स्पंदित प्रकाश से रोशन किया जाता है, जिससे यह थोड़ा गर्म हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप ऊतक का विस्तार होता है, जिससे अल्ट्रासाउंड तरंगें उत्सर्जित होती हैं जिन्हें अल्ट्रासाउंड डिटेक्टर द्वारा उठाया जाता है।
जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय की शोध टीम ने हाल ही में एक अध्ययन किया जिसमें उन्होंने संपूर्ण निकट-अवरक्त (एनआईआर) वर्णक्रमीय रेंज में तंत्रिका ऊतक के अवशोषण और फोटोकॉस्टिक विशेषताओं की पूरी तरह से विशेषता बताई। उनके शोध परिणाम 4 सितंबर को जर्नल ऑफ बायोमेडिकल ऑप्टिक्स में प्रकाशित हुए थे और उनका नेतृत्व जॉन सी. मेलोन के एसोसिएट प्रोफेसर और जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में पल्स प्रयोगशाला के निदेशक डॉ. मुयिनतु ए. लेडीजू बेल ने किया था।
उनके शोध का एक मुख्य लक्ष्य फोटोकॉस्टिक छवियों में तंत्रिका ऊतक की पहचान के लिए आदर्श तरंग दैर्ध्य निर्धारित करना है। शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि निकट-अवरक्त-III ऑप्टिकल विंडो के भीतर स्थित 1630-1850 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य, तंत्रिका दृश्य के लिए इष्टतम तरंग दैर्ध्य सीमा होगी क्योंकि न्यूरोनल माइलिन में लिपिड की इस सीमा में एक विशिष्ट अवशोषण शिखर होता है।
इस परिकल्पना का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने परिधीय तंत्रिका नमूनों पर विस्तृत ऑप्टिकल अवशोषण माप किया। उन्होंने 1210 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य पर एक अवशोषण शिखर देखा, जो निकट-अवरक्त-द्वितीय बैंड से संबंधित है। हालाँकि, यह अवशोषण शिखर अन्य प्रकार के लिपिड में भी मौजूद है। इसके विपरीत, जब अवशोषण स्पेक्ट्रम से पानी का योगदान घटा दिया जाता है, तो तंत्रिका ऊतक 1725 एनएम पर निकट-अवरक्त-III रेंज में एक अद्वितीय शिखर दिखाता है।
व्यावहारिक परीक्षण और प्रभाव
इसके अतिरिक्त, शोधकर्ताओं ने एक कस्टम-निर्मित इमेजिंग डिवाइस का उपयोग करके जीवित सूअरों में परिधीय तंत्रिकाओं का फोटोकॉस्टिक माप किया। इन प्रयोगों ने इस परिकल्पना की पुष्टि की कि निकट-अवरक्त-III बैंड में चोटियों का उपयोग करके लिपिड-समृद्ध तंत्रिका ऊतक और अन्य प्रकार के ऊतकों के साथ-साथ पानी युक्त या लिपिड-खराब सामग्री के बीच प्रभावी ढंग से अंतर किया जा सकता है।
बेल परिणामों से प्रसन्न हैं, उन्होंने कहा: "हमारा काम ताजा सुअर तंत्रिका नमूनों के ऑप्टिकल अवशोषण स्पेक्ट्रम को चिह्नित करने के लिए व्यापक तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करने वाला पहला है, और स्वस्थ और पुनर्जीवित सुअर तंत्रिकाओं के विवो विज़ुअलाइज़ेशन को प्रदर्शित करने के लिए निकट-अवरक्त-III विंडो में मल्टीस्पेक्ट्रल फोटोकॉस्टिक इमेजिंग का उपयोग करने वाला भी पहला है।"
ये निष्कर्ष वैज्ञानिकों को फोटोकॉस्टिक इमेजिंग की क्षमता का और अधिक पता लगाने के लिए प्रेरित कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, तंत्रिका ऊतक प्रकाश अवशोषण प्रोफाइल का लक्षण वर्णन अन्य ऑप्टिकल इमेजिंग तौर-तरीकों का उपयोग करते समय तंत्रिका पहचान और विभाजन तकनीकों को बेहतर बनाने में मदद कर सकता है।
"हमारे निष्कर्ष एक इंट्राऑपरेटिव तकनीक के रूप में मल्टीस्पेक्ट्रल फोटोकॉस्टिक इमेजिंग के नैदानिक वादे को उजागर करते हैं जिसका उपयोग माइलिनेटेड नसों की उपस्थिति निर्धारित करने या चिकित्सा हस्तक्षेप के दौरान तंत्रिका क्षति को रोकने के लिए किया जा सकता है, और अन्य ऑप्टिकल-आधारित तकनीकों के लिए निहितार्थ हो सकता है। इसलिए हमारा योगदान सफलतापूर्वक बायोमेडिकल ऑप्टिक्स समुदाय के लिए एक नई वैज्ञानिक नींव स्थापित करता है।"