नए, अविश्वसनीय रूप से विस्तृत वीडियो कैप्चर करते हैं कि कैसे मस्तिष्क खोपड़ी के अंदर रक्त और अन्य तरल पदार्थ के रूप में स्क्वीजी अंग के माध्यम से बहता है।
दो नए अध्ययनों में, पत्रिकाओं में 5 मई को प्रकाशित ब्रेन मल्टीफ़िज़िक्स तथा चिकित्सा में चुंबकीय अनुनाद, वैज्ञानिकों ने एक काम किया दिमाग-स्कैनिंग तकनीक अक्सर वास्तविक समय में चलती मस्तिष्क के 3 डी वीडियो बनाने के लिए अंगों की स्थिर, 2 डी छवियों को पकड़ने के लिए उपयोग की जाती है। मस्तिष्क के ऊतकों को प्रतिक्रिया में स्पंदित होते हुए देखा जा सकता है रक्त अपने रक्त वाहिकाओं और मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) के माध्यम से भागते हुए, एक स्पष्ट तरल जो पोषक तत्वों को ले जाता है और मस्तिष्क को कुशन करता है, अंग में और आसपास के खोखले स्थानों में बहता है।
नए वीडियो मस्तिष्क में इस गति को “बढ़ाते हैं”, आंदोलन को अतिरंजित करते हैं ताकि इसे आसानी से विश्लेषण किया जा सके। इस कारण से, नई तकनीक को “3 डी प्रवर्धित” कहा जाता है चुम्बकीय अनुनाद इमेजिंग, “या 3 डी एएमआरआई।
“वास्तव में, यह एक बहुत छोटी गति है,” आम तौर पर लगभग 0.002 इंच और 0.015 इंच (50 से 400 माइक्रोमीटर) के बीच में, ऊतक के विकृतियों के संदर्भ में, मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग में एक सहायक प्रोफेसर मेहमत कर्ट ने कहा। न्यू जर्सी में स्टीवंस इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, न्यूयॉर्क में इकोन स्कूल ऑफ मेडिसिन में माउंट सिनाई में सहायक प्रोफेसर और दोनों अध्ययनों पर सह-लेखक हैं।
आंदोलनों को लगभग 25 गुना बड़ा बनाते हुए शोधकर्ताओं ने उस गति का अधिक विस्तार से आकलन करने की अनुमति दी, जिससे उसकी दिशा और आयाम सटीकता के साथ नज़र आए।
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नई स्कैनिंग तकनीक किसी दिन चिकित्सीय परिस्थितियों के निदान और उपचार में उपयोगी साबित हो सकती है जिसमें तरल पदार्थ मस्तिष्क से बहने से अवरुद्ध हो जाते हैं। ऐसी ही एक स्थिति है हाइड्रोसेफालस, जिसमें मस्तिष्क के गुहाओं में अतिरिक्त द्रव का निर्माण होता है, न्यूजीलैंड में ऑकलैंड विश्वविद्यालय की एक वरिष्ठ व्याख्याता सामंथा होलड्सवर्थ ने कहा, माटी में शोध निदेशक, मेडिकल पर ध्यान देने के साथ न्यूजीलैंड अनुसंधान केंद्र। दोनों अध्ययनों पर इमेजिंग, सह-लेखक।
“हम बहुत काम मिल गया है वास्तव में अपने नैदानिक आवेदन को साबित करने के लिए … लेकिन यह सभी नई तकनीक की प्रकृति है,” उसने कहा। “हम केवल शुरुआत की तरह हैं जो हासिल किया जा सकता है।”
मस्तिष्क को गति में पकड़ना
नई स्कैनिंग तकनीक बनाने के लिए, टीम ने बुनियादी एमआरआई के साथ शुरुआत की, जो कि ए लागू करने के लिए मजबूत मैग्नेट का उपयोग करता है चुंबकीय क्षेत्र शरीर को। जवाब में, हाइड्रोजन में पानी के अणुओं के भीतर नाभिक तन इस चुंबकीय क्षेत्र के साथ सभी लाइन अप।
स्कैनर फिर ए जारी करता है आकाशवाणी आवृति वर्तमान जो हाइड्रोजन नाभिक को उत्तेजित करता है, जिससे वे संरेखण से बाहर निकलते हैं। जब वह रेडियो-फ्रीक्वेंसी करंट बंद हो जाता है, तो सभी नाभिक वापस स्थिति में आ जाते हैं, लेकिन वे अलग-अलग दरों पर ऐसा करते हैं कि किस तरह के ऊतक उन्हें घेर लेते हैं। प्रत्येक नाभिक एक रेडियो सिग्नल जारी करता है जब यह संरेखण में वापस आ जाता है, और मशीन इस संकेत को चुनती है और इसका उपयोग छवि बनाने के लिए करती है।
शरीर में कई चुंबकीय क्षेत्र लागू करके, MRI का उपयोग 3D चित्र बनाने के लिए भी किया जा सकता है, जिसे कई कोणों से देखा जा सकता है, लाइव साइंस ने पहले बताया।
2016 में वापस, होल्ड्सवर्थ और उनके सहयोगियों ने एएमआरआई बनाने के लिए इस आधार एमआरआई तकनीक पर बनाया। संक्षेप में, विधि में लघु फिल्म बनाने के लिए समय में लगातार बिंदुओं पर कब्जा की गई एमआरआई छवियों की एक श्रृंखला को एक साथ सिलाई करना शामिल है, जबकि प्रत्येक फ्रेम में कैप्चर किए गए सूक्ष्म आंदोलनों को भी बढ़ाना, टीम ने 2016 की रिपोर्ट में लिखा चिकित्सा में चुंबकीय अनुनाद।
हालांकि, सबसे पहले, एएमआरआई का उपयोग केवल एक विमान के भीतर गति को ट्रैक करने के लिए किया जा सकता है – उदाहरण के लिए, जैसा कि पक्ष या मस्तिष्क के शीर्ष से देखा जाता है, लेकिन एक बार में कई कोणों से नहीं, हॉलड्सवर्थ ने कहा। अब, उन्होंने एक साथ तीन आयामों को पकड़ने के लिए तकनीक का विस्तार किया है।
“इस का एक 2 डी संस्करण अधूरा था, एक बायोमैकेनिकल दृष्टिकोण से; यह एक अपूर्ण अभिव्यक्ति थी कि क्या हो रहा था,” कर्ट ने कहा। “यह एक नैदानिक दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण हो सकता है” सभी कोणों से गति का मूल्यांकन करने में सक्षम होने के लिए, उन्होंने कहा।
मस्तिष्क में गति को ट्रैक करने के लिए कई अन्य एमआरआई तकनीकों का भी उपयोग किया जा सकता है – अर्थात्, विस्थापित एन्कोडिंग स्टिम्युलेटेड इकोस (DENSE) और चरण-विपरीत एमआरआई के साथ, होलड्सवर्थ ने कहा। हालांकि, “प्रवर्धित एमआरआई का लाभ यह है कि आप अंतर्निहित शारीरिक रचना के संबंध में गति देख सकते हैं, जो वास्तव में अति सुंदर शरीर रचना है।” जबकि अन्य विधियां खराब अस्थायी समाधान के साथ मस्तिष्क की कुछ हद तक धुंधली तस्वीर पर कब्जा कर लेती हैं, 3 डी एमआरआई 0.00007 क्यूबिक इंच (1.2 घन मिलीमीटर) के प्रभावशाली स्थानिक मस्तिष्क पर वास्तविक समय के फुटेज का उत्पादन कर सकता है।
शोधकर्ता अब अपनी तकनीक का उपयोग कर चियारी I विकृति (सीएम-आई) का अध्ययन कर रहे हैं, मस्तिष्क के उस हिस्से में खोपड़ी के आधार पर छेद के माध्यम से धक्का दिया जाता है जहां रीढ़ की हड्डी गुजरती है। माउंट सिनाई के सहयोग से, कर्ट भी नवजात शिशुओं में हाइड्रोसिफ़लस का अध्ययन कर रहा है, सुधारात्मक सर्जरी से पहले और बाद में अपने दिमाग को स्कैन कर रहा है। इसके अलावा, वह स्कैनिंग विधि के एक संशोधित संस्करण का उपयोग कर रहा है, जिसे एफ्लो कहा जाता है, धमनीविस्फार का अध्ययन करने के लिए, जहां धमनी की दीवार कमजोर हो जाती है और बाहर निकल जाती है। कर्ट ने कहा कि रक्त प्रवाह में अलग-अलग बदलावों की निगरानी डॉक्टरों को यह अनुमान लगाने में मदद कर सकती है कि एन्यूरिज्म कब फट सकता है।
न्यूजीलैंड में, हॉल्सवर्थ रोगियों के दिमाग को स्कैन कर रहा है मस्तिष्काघात, यह देखने के लिए कि चोटों के बाद उनके मस्तिष्क में द्रव कैसे बहता है, क्या सामान्य पैटर्न उभर कर आता है। उनके समूह ने यह अध्ययन करने की भी योजना बनाई है कि क्या एएमआरआई का उपयोग अप्रत्यक्ष रूप से मस्तिष्क में दबाव को मापने के लिए किया जा सकता है, क्योंकि वर्तमान में, प्रत्यक्ष माप के लिए खोपड़ी में एक छोटे छेद को ड्रिल करने की आवश्यकता होती है, होलड्सवर्थ ने कहा।
मस्तिष्क में दबाव कई कारणों से बढ़ सकता है, जिसमें दर्दनाक चोट, ट्यूमर, संक्रमण और धमनीविस्फार शामिल हैं; और अज्ञातहेतुक intracranial उच्च रक्तचाप नामक एक स्थिति वाले लोगों में, दबाव बिल्डअप का सटीक कारण अज्ञात है, लेकिन यह मस्तिष्क के ट्यूमर के समान लक्षणों को ट्रिगर कर सकता है, सिडार-सिनाई के अनुसार।
“बहुत सारे सवालों के जवाब देने हैं,” कर्ट ने कहा। “अवसर वास्तव में अंतहीन हैं।”
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
