An acoustic coupling fluid improves intraoperative ultrasound image quality during glioma surgery: Results of a Pivotal Multicenter Study (NCT04734444)

ऑपरेशन थिएटर में, मस्तिष्क के ट्यूमर को निकालना सटीकता का एक उच्च-जोखिम वाला कार्य है। सर्जन बिल्कुल यह देखने के लिए वास्तविक समय की इमेजिंग पर भरोसा करते हैं कि ट्यूमर कहाँ समाप्त होता है और स्वस्थ मस्तिष्क कहाँ से शुरू होता है, जो कि एक ऐसा अंतर है जिसे अक्सर नग्न आंखों से देख पाना असंभव होता है। उपलब्ध उपकरणों में, अल्ट्रासाउंड एक भरोसेमंद साथी है क्योंकि इसका उपयोग सर्जरी को रोके बिना पूरे ऑपरेशन के दौरान बार-बार किया जा सकता है। हालांकि, जैसे ही सर्जन ट्यूमर को बाहर निकालता है, एक भौतिक समस्या उत्पन्न होती है जो दृश्य को धुंधला कर देती है। एक बार जब द्रव्यमान (mass) निकल जाता है, तो उस खाली स्थान को रक्त और मलबे को धोने के लिए उपयोग किए जाने वाले तरल पदार्थ से भर दिया जाता है। यह तरल, जो आमतौर पर एक साधारण नमक का घोल होता है, आसपास के मस्तिष्क ऊतक (brain tissue) की तुलना में अलग व्यवहार करता है। जब अल्ट्रासाउंड प्रोब से निकलने वाली ध्वनि तरंगें तरल और मस्तिष्क के बीच की सीमा से टकराती हैं, तो वे भ्रमित करने वाले तरीके से वापस लौटती हैं, जिससे छवि के भीतर गहराई में एक चमकीली, शोर भरी चमक (glare) पैदा होती है। यह चमक बचे हुए ट्यूमर के छोटे हिस्सों को छिपा सकती है या स्वस्थ ऊतकों को ऐसा दिखा सकती है जैसे वे अभी भी रोगग्रस्त हों, जिससे सर्जन अनिश्चित हो जाता है कि रुकना है या काटते रहना है।

इस विशिष्ट समस्या को हल करने के लिए, यूरोप के पांच अस्पतालों के न्यूरोसर्जन की एक टीम ने एक नए तरल पदार्थ का परीक्षण किया जिसे मस्तिष्क के समान दिखने के लिए डिज़ाइन किया गया था। दर्जनों रोगियों को शामिल किए गए एक बड़े अध्ययन में, उन्होंने मानक नमक के घोल के मुकाबले इस नए तरल, जिसे 'सोनोक्लियर' (SonoClear) कहा जाता है, का परीक्षण किया। परिणामों ने दिखाया कि जब नए तरल का उपयोग किया गया, तो वह भ्रमित करने वाली चमक गायब हो गई। छवियां स्पष्ट हो गईं, जिससे सर्जन ट्यूमर के किनारों और सर्जिकल कैविटी के गहरे हिस्सों को बहुत अधिक आत्मविश्वास के साथ देख सके। अध्ययन ने पुष्टि की कि यह तरल उपयोग के लिए सुरक्षित है और इससे कोई नुकसान नहीं होता है, जो मस्तिष्क ट्यूमर सर्जरी के सबसे महत्वपूर्ण क्षणों में स्पष्टता में सुधार करने का एक सीधा तरीका प्रदान करता है।

मस्तिष्क के अंदर स्पष्ट रूप से देखने की चुनौती नई नहीं है, लेकिन दृश्य विरूपण (visual distortion) के पीछे का भौतिक विज्ञान विशिष्ट है। जैसे ही एक सर्जन 'ग्लोमा' (glioma), जो मस्तिष्क के ऊतकों के भीतर बढ़ने वाला एक प्रकार का ट्यूमर है, को हटाता है, उन्हें अल्ट्रासाउंड प्रोब का उपयोग करके अपनी प्रगति की लगातार जांच करनी पड़ती है। यह उपकरण मस्तिष्क में ध्वनि तरंगें भेजता है और चित्र बनाने के लिए उनकी गूँज (echoes) को सुनता है। ऑपरेशन की शुरुआत में, प्रोब मस्तिष्क के संपर्क में होता है और चित्र स्पष्ट होता है। लेकिन जैसे ही ट्यूमर को निकाला जाता है, कैविटी को क्षेत्र को साफ रखने के लिए सिंचाई तरल (irrigation fluid) से भर दिया जाता है। मानक चिकित्सा तरल पदार्थ, जैसे कि सेलाइन (saline), मस्तिष्क ऊतक की तुलना में बहुत पतले होते हैं। जब अल्ट्रासाउंड तरंगें तरल से मस्तिष्क में प्रवेश करती हैं, तो घनत्व में अचानक परिवर्तन के कारण तरंगें बिखर जाती हैं और कैविटी के नीचे एक चमकीला, कृत्रिम संकेत पैदा करती हैं। यह संकेत एक स्टैटिक (static) के बादल जैसा दिखता है जो या तो बचे हुए ट्यूमर के एक छोटे टुकड़े को छिपा सकता है या एक गलत अलार्म पैदा कर सकता है जो वहां ट्यूमर होने का आभास देता है जहाँ वास्तव में कोई ट्यूमर नहीं है। सर्जनों ने प्रोब का कोण बदलकर या विभिन्न स्कैनिंग तकनीकों का उपयोग करके इससे बचने की कोशिश की है, लेकिन ये विधियाँ व्यक्तिगत ऑपरेटर के कौशल पर बहुत अधिक निर्भर करती हैं और तरल और मस्तिष्क के बीच के मूल बेमेल (mismatch) को ठीक नहीं करती हैं।

इसे संबोधित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक ऐसा तरल विकसित किया जो मस्तिष्क के ध्वनिक गुणों (acoustic properties) से मेल खाता है। यह नया तरल, सोनोक्लियर, ध्वनि तरंगों के टकराने पर बिल्कुल मस्तिष्क की तरह व्यवहार करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे चमकीली चमक बनने से रुक जाती है। इटली, जर्मनी और स्लोवाकिया के पांच चिकित्सा केंद्रों में आयोजित इस अध्ययन ने वास्तविक दुनिया के सर्जिकल परिवेश में इस तरल का परीक्षण किया। संदिग्ध ग्लोमा वाले चालीस-चार रोगियों को इसमें शामिल किया गया। सर्जरी के दौरान, टीम ने घटनाओं का एक विशिष्ट क्रम पूरा किया। सबसे पहले, उन्होंने सर्जिकल कैविटी को मानक नमक के घोल से भरा और दो महत्वपूर्ण क्षणों पर अल्ट्रासाउंड चित्र लिए: जब ट्यूमर लगभग अस्सी प्रतिशत हटाया जा चुका था और जब सर्जन ने ऑपरेशन समाप्त घोषित किया। फिर, उन्होंने नमक के घोल को नए सोनोक्लियर तरल से बदल दिया और कुछ ही मिनटों में ठीक उसी स्थान से चित्रों का एक और सेट लिया। इस "पेयर्ड" (paired) दृष्टिकोण ने एक ही रोगी के भीतर सीधे, आमने-सामने के तुलनात्मक अध्ययन की अनुमति दी, जिससे यह सुनिश्चित हुआ कि छवियों में कोई भी अंतर रोगी की अनूठी शारीरिक संरचना के कारण नहीं बल्कि तरल के कारण था।

इस तुलना के परिणाम चौंकाने वाले थे। जब एक स्वतंत्र प्रयोगशाला द्वारा छवियों का विश्लेषण किया गया, तो नए तरल ने उस शोर भरे, चमकीले संकेत को काफी कम कर दिया जो आमतौर पर दृश्य को बाधित करता है। शोधकर्ताओं ने पृष्ठभूमि के शोर के विरुद्ध छवि की स्पष्टता को मापकर इसे दर्ज किया, जिसमें पाया गया कि मानक तरल ने नए तरल की तुलना में लगभग दोगुना भ्रमित करने वाला संकेत उत्पन्न किया। शोर में इस कमी का अर्थ था कि सर्जिकल कैविटी के गहरे हिस्से, जो आमतौर पर देखने में सबसे कठिन होते हैं, अब बहुत अधिक दिखाई देने लगे। यह सुधार केवल चार्ट पर एक संख्या नहीं थी; यह जो सर्जन देख सकते थे, उसमें एक मूर्त अंतर था। पांच अनुभवी न्यूरोसर्जन, जिन्हें यह नहीं पता था कि किस छवि में किस तरल का उपयोग किया गया था, उन्होंने चित्रों की समीक्षा की और उनकी गुणवत्ता को रेट किया। उन्होंने लगातार नए तरल के साथ ली गई छवियों को उच्च अंक दिए, और नोट किया कि इससे स्वस्थ मस्तिष्क और बचे हुए ट्यूमर के बीच अंतर करना आसान हो गया था। उनके रेटिंग में औसत सुधार पर्याप्त था, जो विश्वास और व्याख्यात्मकता में स्पष्ट बदलाव का संकेत देता है।

सुरक्षा एक प्राथमिक चिंता थी, क्योंकि मस्तिष्क में किसी भी नए पदार्थ को पेश करने के लिए अत्यधिक सावधानी की आवश्यकता होती है। अध्ययन ने सर्जरी के बाद तीस दिनों तक प्रत्येक रोगी की निगरानी की और छह महीने बाद फॉलो-अप कॉल किया। शोधकर्ताओं ने यह देखा कि क्या तरल के कारण कोई जटिलता हुई, जैसे संक्रमण, दौरे (seizures), या पोस्ट-ऑपरेटिव एमआरआई (MRI) स्कैन में अप्रत्याशित परिवर्तन। निष्कर्ष आश्वस्त करने वाले थे: कोई भी गंभीर प्रतिकूल घटना तरल से जुड़ी नहीं पाई गई। जो कुछ जटिलताएं हुईं, जैसे दौरे या संक्रमण, वे स्वयं मस्तिष्क सर्जरी के सामान्य जोखिम थे और नए तरल के कारण नहीं थे। जिन रोगियों के फॉलो-अप एमआरआई स्कैन हुए, उनके चित्रों ने केवल सर्जरी से होने वाले अपेक्षित परिवर्तन दिखाए, और तरल के मस्तिष्क में रहने या क्षति पहुँचाने का कोई प्रमाण नहीं मिला। इसने पुष्टि की कि इस तरल का उपयोग सुरक्षित रूप से किया जा सकता है और सर्जरी समाप्त होने से पहले इसे प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि यह नया तरल आज न्यूरोसर्जरी में उपयोग किए जाने वाले मानक नमक के घोल की तुलना में एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। मस्तिष्क के प्राकृतिक गुणों से मेल खाकर, यह उस दृश्य विरूपण को समाप्त करता है जो ट्यूमर कैविटी के गहरे हिस्सों को देखने की कोशिश कर रहे सर्जनों को लंबे समय से परेशान कर रहा है। हालाँकि अध्ययन ने छवियों की गुणवत्ता और तरल की सुरक्षा पर ध्यान केंद्रित किया, लेकिन इसने यह नहीं मापा कि क्या इन स्पष्ट चित्रों से अधिक ट्यूमर निकाला गया या रोगियों के दीर्घकालिक जीवन रक्षा (survival) में सुधार हुआ। वे प्रश्न भविष्य के अनुसंधान के लिए शेष हैं। हालाँकि, साक्ष्य स्पष्ट हैं कि ऑपरेटिंग टेबल पर खड़े सर्जन के लिए, नया तरल उस क्षण में एक बेहतर और अधिक विश्वसनीय दृश्य प्रदान करता है जब उस दृश्य की सबसे अधिक आवश्यकता होती है। यह एक धुंधली, संदिग्ध तस्वीर को एक स्पष्ट तस्वीर में बदल देता है, जिससे मेडिकल टीम को यह पहचानने का बेहतर अवसर मिलता है कि किसे निकालना है और किसे छोड़ देना है।