نورونویگیشن یا رهیابی عصبی به دلیل جلوگیری از آسیب دیدن ساختارهای حیاتی در عملکرد آسیبشناسیهای مغزی اهمیت ویژهای دارد. با وجود پیشرفت بسیاری از تکنیکها از جمله آنژیوگرافی، MRI، سونوگرافی و استریوتاکسی قابدار، هنوز هم یک تکنیک ردیابی دقیقتر موردنیاز میباشد. گام بعدی برای رسیدن به این هدف، توسعه یک سیستم رهیابی است.
رهیابی عصبی (Neuronavigation) مجموعهای از تکنولوژیها به کمک کامپیوتر را در بر میگیرد که توسط جراحان مغز و اعصاب در حین جراحی برای هدایت یا رهیابی در محدوده جمجمه یا ستون مهرهها استفاده میشود و یا توسط روانپزشکان برای هدفگذاری دقیق TMS (تحریک مغناطیسی فراجمجمهای) مورد استفاده قرار میگیرد. در نتیجه به مجموعه سختافزارهایی که برای این اهداف استفاده میشوند رهیاب عصبی (neuronavigator) گفته میشود.
POWERMAG VIEW سیستم نورونویگیشن سه بعدی است که محل، میزان و عمق نفوذ تحریکات الکترومغناطیسی کویل را به صورت فردی و براساس اطلاعات آناتومیکال مغز فرد ارائه میدهد. این روش، به متخصصان کمک میکند تا محل مناسب در مغز را با دقت بسیار زیادی تحریک کنند.
رهیابی عصبی بعد از جراحی استریو تاکنیک به عنوان مرحله تکاملی شناخته میشود که مجموعهای از تکنیکها را شامل میشود و قدمت آن به اوایل دهه ۱۹۰۰ باز میگردد که در طول دهه ۱۹۴۰ با توسعه جراحی برای درمان اختلالات حرکتی مانند بیماری پارکیسنون و دسیتونیاز به ویژه در آلمان، فرانسه، آمریکا محبوبیت پیدا کرد.
در مراحل اولیه، هدف از به کارگیری این تکنولوژی، ایجاد یک مدل ریاضی بود که سیستم مختصات پیشنهادی برای فضای درون یک ساختار بسته مانند جمجمه را توصیف کند. نورونویگیشن مختصات مکانی معتبر از نشانگرهای معتبری به عنوان مرجعی برای توصیف با دقت بالای موقعیت ساختارهای خاص در این فضای دلخواه استفاده میکند. سپس جراح به دادههایی که ساختارهای خاصی را در مغز هدف قرار میدهند، مراجعه میکند.
نورونویگیشن با جمعآوری دادههای مربوط به آناتومی انسان در “اطلس استریوتاکتیک” تقویت شده و “اهداف” کمّی تعریف شدهای را که می توان به راحتی در جراحی استفاده کرد، گسترش داده است. در نهایت، ظهور تکنولوژیهای تصویربرداری- عصبی مدرن مانند توموگرافی کامپیوتری (CT) و تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی (MRI) همراه با قابلیتهای روزافزون دیجیتالی شدن، مدلسازی گرافیکی کامپیوتری و دستکاری سریع دادهها از طریق الگوریتمهای ریاضی پیچیده با استفاده از تکنولوژیهای کامپیوتری بسیار قوی، پیوند مکانی کمّی بی درنگ تصاویر مغز بیمار را با سیستم مختصات معتبر ایجاد شده با هدف هدایت ابزار جراح به هدف انتخاب شده امکان پذیر ساخته است.
به این ترتیب، مشاهداتی که از طریق تکنولوژیهای تصویربرداری- عصبی بسیار پیشرفته (CT،MRI و آنژیوگرافی) انجام شده مرتبط با بیمار واقعی در حین عمل میباشد. به بیان دیگر نقطه مداخله برای جراحی یا تحریک مغناطیسی بر اساس آناتومی فردی، بر اساس تصاویر مغز شخص، مشخص میگردد.
قابلیت ارتباط موقعیت ابزار جراحی در دست جراح یا نقطه کانونی میکروسکوپ به محل آسیبشناسی تصویربرداری که به صورت بیدرنگ در یک اتاق عمل یکپارچه به روز رسانی میشود، نسخه جدیدی از این مجموعه تکنولوژیها را مشخص میکند.
رهیابی عصبی به شکل فعلیاش در دهه ۱۹۹۰ آغاز شده و با تکنولوژیهای تصویربرداری عصبی جدید، قابلیتهای تصویربرداری بیدرنگ، تکنولوژیهای جدید برای انتقال اطلاعات در اتاق عمل برای ردیابی ۳ بعدی، نظارت عصبی بیدرنگ، رباتیک و الگوریتمهای بهتر برای اداره دادهها از طریق تکنولوژیهای کامپیوتری پیشرفته مطابقت پیدا کرده است.
در تحریک مغناطیسی فراجمجمهای (TMS)، یک میدان مغناطیسی بر فعالیت الکتریکی سلولهای عصبی مغز تاثیر میگذارد. این امر به موقعیتیابی دقیق کویل مغناطیسی در این منطقه نیاز دارد تا در مغز تحریک شود. در مطالعات TMS، این کویل بالای سر قرار میگیرد و از نشانهها و اندازه گیریهای خارجی یا آزمایش و خطا استفاده میشود تا وقتی که پاسخ دلخواه (برای مثال تکان خوردن انگشت) ایجاد شود.
سیستم نورونویگیشن یا رهیابی عصبی مغز شخص را بر اساس مجموعه دادههای MRI به منظور انتقال کویل به ساختار مغز دلخواه و قرار دادن صحیح آن تصویرسازی میکند.
در مطالعات TMS سنتی، کویل در سرقرار میگیرد و از نشانهها و اندازهگیریهای خارجی یا آزمایش و خطا استفاده میشود تا وقتی که پاسخ دلخواه (برای مثال تکان خوردن انگشت) ایجاد شود. با این حال، در سالهای اخیر و با پیشرفت تکنیکهای استریو تاکتیک، TMS رهیابی شده یا رهیابی عصبی نیز با وجود امکان رهیابی کویل TMS و قرار دادن آن در محل هدف خاص بر اساس تصویر MRI فرد یا MRI تولید شده از طریق بازسازی منحنیهای خطی سه بعدی مغز امکان پذیر شده است. سپس هدفهایی که باید تحریک شوند به روشهای مختلف شناسایی میشوند که برخی از این روشها عبارتند از:
پروتکل استاندارد TMS که در سال ۲۰۰۸ به تصویب FDA رسید، محل DLPFC را با پیدا کردن قشر موتور چپ و با علامتگذاری یک نقطه ی ۵ سانتی متری قدامی در آن تخمین میزند. بعدها دو روش دیگر با استفاده از اندازه گیری سر و محاسبه محل DLPFC به عنوان F3 (سیستم EEG 10/20 ) یا روش پرتو معرفی گردید. البته هر دو روش محدودیتهایی داشتند. با معرفی نورونویگشین یا رهیابی عصبی، تجسم مستقیم ساختارها یا با MRI فرد و یا با average brain (MNI) کشیده شده تا ابعاد فرد قابل دستیابی شد.
با توجه به شواهد اخیر، اهمیت بیشتر این افزایش دقت نشان داده است که تحریک شکنجها اثربخشی کمتری نسبت به تحریک فرورفتگیهای مغز دارد. با پیدایش و معرفی TMS کنترل شده رباتیک نیز، نورونویگیشن یا رهیابی عصبی از اهمیت بیشتری برخوردار گردید.
در حال حاضر به خاطر مسائل تکنیکی مختلف، ابزارهای رهیابی تحت فرآیند تکامل با انواع مختلفی در حال توسعه هستند. به نظر میرسد آینده ردیابی عصبی به رباتهای میکروسکوپی وابسته باشد. ایدههایی در مورد ترکیب این دو نوآوری برای حل مهمترین کاستیهای رهیابی عصبی وجود دارد: تغییر مکان مغز. با تزریق رباتهای میکروسکوپی از طریق رگها و همگام سازی ثبت در حین مشاهده مغز از طریق جنبههای مختلف از نقاط مختلف، میتوان به این مهم دست یافت.
با استفاده از این کار، انتقال سیگنالها به یک کامپیوتر مرکزی خارج از بدن امکانپذیر میباشد. با یکپارچه سازی این اطلاعات، میتوان یک نقشه سه بعدی از نقاط مختلف مغز و آسیبشناسیهای آن را تشکیل داد. این رباتها میتوانند همزمان نقش درمانی هم داشته باشند.
لازم به ذکر است که در کابردهای بالینی سیستم رهیابی محدودیتهایی دارد و گران میباشد. با این وجود، سیستم نورونویگیشن هم برای جراحان و هم بیماران مفید است. براساس گزارشات اخیر، این دستگاهها مقرون به صرفه هستند و میتوانند عوارض جراحی را کاهش داده و نتیجه را تقویت کنند.