Imágenes de moteado láser evalúan corazones de donantes – Physics World

Imágenes de moteado láser evalúan corazones de donantes – Physics World

Marca de tiempo: 6 de junio de 2023 4:45 a.m.

Las imágenes de motas láser capturan imágenes detalladas de los vasos sanguíneos en un corazón que late fuera del cuerpo
Una poderosa herramienta para la detección de corazones de donantes: la imagenología moteada con láser captura imágenes detalladas de los vasos sanguíneos en un corazón que late fuera del cuerpo. (Cortesía: Plyer et al doi 10.1117/1.JBO.28.4.046007)

Una técnica de imagen desarrollada originalmente para detectar cómo la luz se dispersa de los glóbulos rojos ha sido mejorada por investigadores en Francia para que ahora pueda obtener imágenes de forma segura de la circulación sanguínea coronaria en corazones de donantes durante la perfusión cardíaca ex situ (ESHP), un procedimiento utilizado para la preservación del corazón y poner en pantalla. La nueva técnica, conocida como imagen de contraste ortogonal con motas láser (LSOCI, por sus siglas en inglés), permite obtener imágenes no invasivas de alta resolución de todos los vasos sanguíneos periféricos del corazón en tiempo real, y podría proporcionar información valiosa a los médicos sobre la calidad de un órgano a trasplantar. .

“Esta tecnología de moteado dinámico existe desde hace mucho tiempo”, explica el líder del equipo. Elise Colín Desde Universidad París Saclay y la puesta en marcha Investigación Médica ITAE, “pero normalmente se aplica a objetos estacionarios. No teníamos idea de si seríamos capaces de obtener imágenes de la actividad de la sangre cuando lo aplicáramos a un objeto con un movimiento significativo, como un corazón latiendo”.

La falla del injerto después de la cirugía de trasplante de corazón puede ocurrir debido a anomalías en el órgano del donante, como la enfermedad de las arterias coronarias. El riesgo de estas anomalías aumenta con la edad o en pacientes con enfermedades cardíacas preexistentes. Por lo tanto, la detección cuidadosa de tales condiciones es vital para determinar si un órgano es elegible para trasplante.

En los últimos años, ESHP ha permitido la evaluación del corazón fuera del cuerpo. Aquí, los médicos controlan el rendimiento del corazón de un donante después de que se le hayan suministrado nutrientes oxigenados a través de sus vasos sanguíneos. El problema es que realizar una angiografía coronaria durante la ESHP (para detectar la enfermedad de las arterias coronarias) puede dañar el corazón. Por lo tanto, se necesitan técnicas de imagen alternativas para identificar el flujo sanguíneo anormal en los órganos de donantes.

Análisis de imágenes moteadas

La técnica LSOCI utilizada en este estudio analiza imágenes moteadas, que resultan de las muchas interferencias constructivas y destructivas que ocurren cuando la superficie o el volumen de un objeto se ilumina con luz coherente como la de un láser. En estas imágenes, los investigadores observan el parámetro de contraste moteado, que Colin describe como un tipo de "función de desenfoque". “Esto es aún más importante cuando los dispersores que producen la señal están en movimiento, como es el caso de los glóbulos rojos, para los que se desarrolló esta técnica”, explica.

Colin y sus colegas ahora han mejorado LSOCI para observar pequeños vasos sanguíneos en el corazón. El nuevo método, que detallan en el Revista de óptica biomédica, es capaz de analizar el flujo sanguíneo en el órgano mediante un filtro polarimétrico específico que favorece las interacciones entre las ondas de luz que han sufrido más dispersión múltiple. Estas interacciones generalmente ocurren en la profundidad de los vasos sanguíneos, lo que significa que se suprime la dispersión de la luz en la superficie. Por lo tanto, los patrones de moteado producidos se deben principalmente a la dispersión múltiple de glóbulos rojos en movimiento dentro de los vasos.

En el caso de un órgano que se mueve periódicamente, como el corazón, los investigadores deben poder calcular la función de desenfoque sin que se vea afectada por el movimiento general del órgano. Para hacer esto, Colin y sus colegas desarrollaron un algoritmo que les permitió seleccionar las imágenes que tienen el menor movimiento entre ellas, a lo largo de diferentes períodos de latidos del corazón.

“Es importante entender que las imágenes resultantes no contienen la misma información que una imagen radiométrica, por ejemplo”, dice. Mundo de la física. “Las imágenes producidas son imágenes en movimiento de glóbulos rojos, y cuando se hace que el corazón deje de latir, no se ven vasos en la imagen”.

Información valiosa para los médicos.

Las imágenes obtenidas representan la vasculatura del corazón en diferentes momentos y al analizar una secuencia de estas imágenes, la técnica se puede utilizar para visualizar vasculaturas tan pequeñas como 100 µm en cuestión de segundos. Por lo tanto, podría usarse para identificar anomalías de perfusión miocárdica indicativas de afecciones cardíacas subyacentes, dicen los investigadores.

“Esta información es valiosa para los médicos para que puedan evaluar la calidad de un órgano a trasplantar”, dice Colin. “Esta información es importante porque nos permite considerar el uso de injertos con límites de edad menos estrictos, ya que ahora tenemos un método de evaluación posterior para evaluar el estado de salud de estos órganos de donantes. Una consecuencia indirecta de esto es que aumenta el número de posibilidades de trasplante”.

Colin y sus colegas ahora están en el proceso de presentar una patente para un método de calibración temporal basado en su técnica, pero dicen que aún necesitan validar el concepto específicamente para su método de mejora de imágenes. “Una vez hecho esto, podremos garantizar que los médicos tengan acceso a una imagen con un índice médico cuantificado, lo que significa que los valores son comparables a lo largo del tiempo de un sistema a otro”, dice Colin. “También nos gustaría continuar nuestra investigación sobre la optimización de la polarización. Esto nos permitiría lograr el mejor contraste y avanzar hacia la obtención de información tridimensional”.

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