La technique d’imagerie photoacoustique pourrait réduire les lésions nerveuses pendant la chirurgie – Physics World

Pendant l’intervention chirurgicale, les nerfs peuvent être accidentellement coupés, étirés ou comprimés si le chirurgien les prend pour d’autres tissus. Pour réduire ce risque, les scientifiques cherchent à développer de nouvelles techniques d’imagerie médicale meilleures que l’échographie et plus rapides que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour distinguer les tissus nerveux et ainsi prévenir les dommages accidentels. Des chercheurs de l'Université Johns Hopkins aux États-Unis ont récemment contribué à cet effort en caractérisant les propriétés d'absorption optique d'un nerf intact et en utilisant ces informations pour optimiser les technologies d'imagerie et de détection basées sur l'optique.

Contrairement à d’autres types de tissus, le tissu nerveux est riche en composés gras appelés lipides. Ces lipides absorbent la lumière dans deux régions du spectre électromagnétique : le proche infrarouge II (NIR-II) et le proche infrarouge III (NIR-III), qui s'étendent respectivement de 1000 1350 à 1550 1870 nm et de XNUMX XNUMX à XNUMX XNUMX nm. Cependant, leur plus forte absorption se situe dans la région NIR-III, ce qui rend ces longueurs d'onde idéales pour obtenir des images de tissus riches en lipides tels que les nerfs à l'aide d'une méthode hybride connue sous le nom d'imagerie photoacoustique.

Dans cette méthode, un échantillon de tissu est d’abord éclairé par une lumière pulsée, ce qui le fait légèrement chauffer. En chauffant, le tissu se dilate, générant des ondes ultrasonores qui peuvent ensuite être détectées avec un détecteur à ultrasons.

Pic d'absorption lumineuse caractéristique

Dans le nouvel ouvrage, un Johns Hopkins équipe dirigée par un ingénieur biomédical Cloche Muyinatu a entrepris de déterminer la meilleure longueur d'onde dans cette fenêtre NIR-III pour identifier le tissu nerveux dans les images photoacoustiques. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que la longueur d’onde idéale se situerait entre 1630 1850 et XNUMX XNUMX nm, car la gaine de myéline des cellules nerveuses présente un pic d’absorption de la lumière caractéristique dans cette plage.

Pour tester leur hypothèse, ils ont utilisé un spectrophotomètre standard pour obtenir une mesure détaillée de l'absorption optique sur des échantillons de nerfs périphériques prélevés. in vivo des porcs. Ils ont ensuite caractérisé les profils photoacoustiques des échantillons en sélectionnant les informations d'amplitude à partir d'images photoacoustiques des nerfs.

Les chercheurs ont initialement observé un pic d’absorption à 1210 1725 nm, qui se situe dans la plage NIR-II. Cependant, ce pic est également présent dans d’autres types de lipides, pas seulement ceux présents dans les gaines de myéline des tissus nerveux, et ils l’ont donc jugé inapproprié à leurs fins. Ensuite, lorsqu’ils ont soustrait la contribution de l’eau du spectre d’absorption, ils ont trouvé un pic d’absorption lipidique caractéristique pour chacun des nerfs à XNUMX XNUMX nm, soit au milieu de la plage NIR-III attendue.

L'apprentissage en profondeur accélère l'imagerie photoacoustique à super résolution

"Notre travail est le premier à caractériser les spectres d'absorbance optique d'échantillons de nerfs de porc frais en utilisant un large spectre de longueurs d'onde., " Bell dit. "Nos résultats mettent en évidence la promesse clinique de l'imagerie photoacoustique multispectrale en tant que technique peropératoire permettant de déterminer la présence de nerfs myélinisés ou de prévenir les lésions nerveuses lors d'interventions médicales, avec des implications possibles pour d'autres technologies basées sur l'optique."

Les chercheurs prévoient de s’appuyer sur leurs découvertes pour concevoir de nouvelles techniques d’imagerie photoacoustique. "Nous disposons désormais d'un profil de base d'absorption optique spécifique au nerf qui peut être utilisé dans de futures investigations", explique Bell. Monde de la physique. « Nous n’avons plus besoin de nous fier aux spectres des lipides, qui peuvent varier. »

Leurs travaux actuels sont détaillés dans Journal de l'optique biomédicale.

• Contenu propulsé par le référencement et distribution de relations publiques. Soyez amplifié aujourd'hui.
• PlatoData.Network Ai générative verticale. Autonomisez-vous. Accéder ici.
• PlatoAiStream. Intelligence Web3. Connaissance Amplifiée. Accéder ici.
• PlatonESG. Carbone, Technologie propre, Énergie, Environnement, Solaire, La gestion des déchets. Accéder ici.
• PlatoHealth. Veille biotechnologique et essais cliniques. Accéder ici.
• La source: https://physicsworld.com/a/photoacoustic-imaging-technique-could-reduce-nerve-damage-during-surgery/