Patient-specific rod planning is often too optimistic in hypokyphotic adolescent idiopathic scoliosis patients

मानव रीढ़ एक सीधी छड़ी नहीं है; यह एक सुंदर, S-आकार का वक्र है जो हमें चलने और दौड़ने के झटकों को सहते हुए सीधे खड़े होने की अनुमति देता है। ऊपरी पीठ में, रीढ़ स्वाभाविक रूप से बाहर की ओर झुकती है, जिससे एक सौम्य चाप बनता है जिसे थोरैसिक काइफोसिस (thoracic kyphosis) कहा जाता है। यह वक्र संतुलन बनाए रखने और स्पाइनल कॉर्ड की सुरक्षा के लिए आवश्यक है। हालाँकि, एडोलेसेंट इडियोपैथिक स्कोलियोसिस (adolescent idiopathic scolosis) नामक स्थिति में, रीढ़ बगल की ओर मुड़ जाती है और झुक जाती है, जिससे अक्सर इस प्राकृतिक बाहरी वक्र का सपाट होना शुरू हो जाता है। जब ऊपरी पीठ बहुत अधिक सीधी हो जाती है, तो यह लंबे समय में मुद्रा (posture) और दर्द की समस्याओं का कारण बन सकती है। सर्जन लंबे समय से सुधारात्मक सर्जरी के दौरान इस प्राकृतिक आकार को बहाल करने का तरीका खोजते रहे हैं, लेकिन ऐसा करना अविश्वसनीय रूप से कठिन है क्योंकि रीढ़ सख्त होती है और सर्जरी के प्रति शरीर की प्रतिक्रिया का अनुमान लगाना कठिन होता है।

वर्षों से, सर्जन इस पहेली को सुलझाने के लिए रोगी-विशिष्ट रॉड्स (patient-specific rods) पर भरोसा करते आए हैं। ऑपरेशन के दौरान एक सीधे धातु के रॉड को हाथ से मोड़ने के बजाय—एक ऐसी प्रक्रिया जो सर्जन से भिन्न होती है—इंजीनियर अब कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करके कस्टम रॉड्स को डिजाइन करते हैं जो उस सटीक वक्र के अनुसार पहले से आकार दिए गए होते हैं जिसे सर्जन प्राप्त करना चाहता है। विचार यह है कि यदि रॉड ऑपरेटिंग रूम में प्रवेश करने से पहले ही पूरी तरह से आकार दी गई हो, तो रीढ़ स्वाभाविक रूप से उसी आकार का अनुसरण करेगी जैसे ही सर्जन उसे जोड़ देगा। यह तकनीक एक अधिक सटीक और सामंजस्यपूर्ण परिणाम का वादा करती है, जो संभावित रूप से ऑपरेशन के बाद रीढ़ के बहुत अधिक सपाट या बहुत अधिक मुड़े हुए होने से रोक सकती है। लेकिन क्या कंप्यूटर मॉडल पूरी कहानी बताता है, या कभी-कभी यह उससे कहीं अधिक का वादा करता है जो मानव शरीर प्रदान कर सकता है?

पेरिस के अस्पतालों में शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन कस्टम रॉड्स की विश्वसनीयता का परीक्षण करने के लिए हाथ बढ़ाया, विशेष रूप से उन रोगियों के समूह पर नज़र रखी जिन्होंने एक अनूठी चुनौती पेश की: वे रोगी जिनकी रीढ़ सर्जरी से पहले पहले से ही खतरनाक रूप से सपाट थी। इस अध्ययन में 210 युवा रोगी शामिल थे, जो सभी 19 वर्ष से कम उम्र के थे, जिन्होंने स्कोलियोसिस को ठीक करने के लिए स्पाइनल फ्यूजन सर्जरी करवाई थी। शोधकर्ताओं ने इन रोगियों को ऑपरेशन से पहले उनकी ऊपरी पीठ के आकार के आधार पर दो समूहों में विभाजित किया। एक समूह "हाइपोकाइफोटिक" (hypokyphotic) रीढ़ वाला था, जिसका अर्थ था कि उनका प्राकृतिक बाहरी वक्र 20 डिग्री से कम था, जिससे उनकी ऊपरी पीठ लगभग सपाट थी। दूसरा समूह "नॉर्मोकाइफोटिक" (normokyphotic) रीढ़ वाला था, जिसमें 20 और 40 डिग्री के बीच एक प्राकृतिक वक्र था, जिसे सामान्य और स्वस्थ माना जाता है।

सर्जन ने हर एक रोगी के लिए सर्जरी की योजना बनाने के लिए एक परिष्कृत सॉफ्टवेयर सिस्टम का उपयोग किया। उन्होंने रोगियों की रीढ़ के एक्स-रे अपलोड किए और एक भविष्य कहनेवाला मॉडल (predictive model) का उपयोग करके एक कस्टम रॉड डिजाइन की जो पार्श्व वक्र को ठीक करने के साथ-साथ ऊपरी पीठ के प्राकृतिक बाहरी वक्र को भी बहाल कर सके। लक्ष्य सपाट रीढ़ को एक स्वस्थ 20 से 40-डिग्री के वक्र तक लाना था। कंप्यूटर मॉडल आशावादी थे, जिन्होंने भविष्यवाणी की कि कस्टम रॉड्स सपाट पीठ वाले रोगियों की रीढ़ को सफलतापूर्वक नया आकार देने में सक्षम होंगी, जिससे उनकी ऊपरी पीठ में लगभग 20 डिग्री का वक्र जुड़ जाएगा। इस योजना को सर्जरी से कुछ सप्ताह पहले उपचार करने वाले चिकित्सकों द्वारा मान्य किया गया था, और कस्टम रॉड्स का निर्माण कर उन्हें ऑपरेटिंग रूम में भेज दिया गया।

जब सर्जरी पूरी हो गई और रोगियों की जांच की गई, तो परिणामों ने योजना और वास्तविकता के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर प्रकट किया, विशेष रूप से उन रोगियों के लिए जिनकी रीढ़ पहले से ही बहुत सपाट थी। जबकि कस्टम रॉड्स उस समूह के लिए अच्छी तरह से काम करती थीं जिनकी शुरुआत एक सामान्य वक्र के साथ हुई थी, हाइपोकाइफोटिक समूह के लिए परिणाम अलग थे। इस समूह में, सर्जरी ने रीढ़ के आकार में सुधार तो किया, लेकिन उतना नहीं जितना कंप्यूटर ने वादा किया था। औसतन, सर्जनों ने ऊपरी पीठ में केवल 10 डिग्री का व 곡 जोड़ा, जो 20-डिग्री के लक्ष्य से काफी कम था। वास्तव में, पाँच में से एक रोगी के लिए, योजना और उपलब्धि के बीच का अंतर इतना बड़ा था कि परिणाम को अपर्याप्त माना गया। कंप्यूटर मॉडल ने यह मान लिया था कि रीढ़ नए आकार में मुड़ने के लिए पर्याप्त लचीली होगी, लेकिन वास्तव में, इन विशिष्ट रीढ़ों की कठोरता ने पूर्ण सुधार का विरोध किया।

उन रोगियों के लिए जिनकी शुरुआत एक सामान्य वक्र के साथ हुई थी, कस्टम रॉड्स ने उम्मीद के मुताबिक प्रदर्शन किया, और अंतिम आकार सर्जरी की योजना के बहुत करीब रहा। हालाँकि, अध्ययन ने इस बात पर प्रकाश डाला कि यह तकनीक कोई जादुई समाधान नहीं है जो हर शरीर के प्रकार के लिए समान रूप से काम करती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि कंप्यूटर सिमुलेशन लगातार इस बात का अतिरंजित अनुमान लगाते थे कि सपाट रीढ़ों को कितना सुधारा जा सकता है। कस्टम रॉड्स अधिकांश मामलों में रीढ़ को एक सामंजस्यपूर्ण आकार देने में प्रभावी थीं, और विशाल बहुमत के रोगी सर्जरी के बाद एक स्वस्थ, प्राकृतिक वक्र के साथ समाप्त हुए। फिर भी, सबसे सपाट पूर्व-ऑपरेटिव रीढ़ वाले विशिष्ट उपसमूह को ठीक करना मॉडल के सुझावों की तुलना में बहुत कठिन साबित हुआ।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि रोगी-विशिष्ट रॉड्स स्पाइनल सर्जरी के लिए एक शक्तिशाली उपकरण हैं, लेकिन नियोजन प्रक्रिया को उन रोगियों के मामले में अधिक सतर्क होने की आवश्यकता है जिनकी ऊपरी पीठ बहुत सपाट है। वर्तमान कंप्यूटर मॉडल बहुत आशावादी होते हैं, जो उस लचीलेपन का अनुमान लगाते हैं जो इन रोगियों में अक्सर नहीं होता है। सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए, सर्जनों को अपनी अपेक्षाओं और योजनाओं को समायोजित करने की आवश्यकता है ताकि रोगी की रीढ़ की विशिष्ट कठोरता और उनकी अपनी व्यक्तिगत सर्जिकल तकनीकों के अनुरूप योजना बनाई जा सके। तकनीक काम करती है, लेकिन इसके लिए कंप्यूटर की भविष्यवाणियों को रोगी की अद्वितीय शारीरिक रचना की वास्तविकता के साथ संतुलित करने के लिए मानवीय स्पर्श की आवश्यकता होती है।