Pencitraan bintik laser menilai jantung donor – Dunia Fisika

Teknik pencitraan yang awalnya dikembangkan untuk mendeteksi bagaimana cahaya menghamburkan sel darah merah telah diperbaiki oleh para peneliti di Prancis sehingga sekarang dapat dengan aman mencitrakan sirkulasi darah koroner di jantung donor selama perfusi jantung ex situ (ESHP), prosedur yang digunakan untuk pemeliharaan jantung dan penyaringan. Teknik baru, yang dikenal sebagai laser speckle orthogonal contrast imaging (LSOCI), memungkinkan pencitraan resolusi tinggi non-invasif dari semua pembuluh darah tepi jantung secara real time, dan dapat memberikan informasi berharga kepada dokter tentang kualitas organ yang akan ditransplantasikan. .

“Teknologi spekel dinamis seperti itu sudah ada sejak lama,” jelas pemimpin tim Elise Collin dari Universitas Saclay Paris dan start-up Penelitian Medis ITAE, “tetapi biasanya diterapkan pada objek yang tidak bergerak. Kami tidak tahu apakah kami bisa mendapatkan gambar aktivitas darah sama sekali ketika kami menerapkannya pada objek dengan gerakan yang signifikan, seperti jantung yang berdetak.”

Kegagalan cangkok setelah operasi transplantasi jantung dapat terjadi karena kelainan pada organ donor, seperti penyakit arteri koroner. Risiko kelainan ini meningkat seiring bertambahnya usia atau pada pasien dengan kondisi jantung yang sudah ada sebelumnya. Skrining yang cermat untuk kondisi seperti itu sangat penting untuk menentukan apakah suatu organ memenuhi syarat untuk transplantasi.

Dalam beberapa tahun terakhir, ESHP telah memungkinkan penilaian jantung di luar tubuh. Di sini, dokter memantau kinerja jantung donor setelah nutrisi beroksigen disuplai melalui pembuluh darahnya. Masalahnya adalah melakukan angiografi koroner selama ESHP (untuk menyaring penyakit arteri koroner) dapat merusak jantung. Teknik pencitraan alternatif untuk mengidentifikasi aliran darah abnormal pada organ donor diperlukan.

Menganalisis gambar bintik

Teknik LSOCI yang digunakan dalam penelitian ini menganalisis gambar spekel, yang dihasilkan dari banyak interferensi konstruktif dan destruktif yang terjadi saat permukaan atau volume suatu objek disinari dengan cahaya koheren seperti dari laser. Dalam gambar ini, peneliti melihat parameter kontras spekel, yang dijelaskan Colin sebagai jenis "fungsi buram". “Ini semakin penting ketika penghambur yang menghasilkan sinyal sedang bergerak, seperti halnya sel darah merah, yang untuknya teknik ini dikembangkan,” jelasnya.

Colin dan rekannya kini telah meningkatkan LSOCI untuk mengamati pembuluh darah kecil di jantung. Metode baru, yang mereka rinci dalam Jurnal Optik Biomedis, mampu menganalisis aliran darah dalam organ menggunakan filter polarimetrik spesifik yang mendukung interaksi antara gelombang cahaya yang telah mengalami hamburan lebih banyak. Interaksi ini umumnya terjadi di kedalaman pembuluh darah, artinya hamburan cahaya permukaan ditekan. Oleh karena itu, pola bintik yang dihasilkan terutama dihasilkan oleh beberapa hamburan sel darah merah yang bergerak di dalam pembuluh.

Dalam kasus organ yang bergerak secara berkala, seperti jantung, peneliti harus dapat menghitung fungsi blur tanpa terpengaruh oleh gerakan organ secara keseluruhan. Untuk melakukan ini, Colin dan rekannya mengembangkan algoritme yang memungkinkan mereka memilih gambar yang memiliki pergerakan paling sedikit di antara mereka, sepanjang periode detak jantung yang berbeda.

“Penting untuk dipahami bahwa gambar yang dihasilkan tidak mengandung informasi yang sama dengan gambar radiometrik, misalnya,” jelasnya Dunia Fisika. “Gambar yang dihasilkan adalah gambar gerak sel darah merah, dan saat jantung dibuat berhenti berdetak, tidak ada pembuluh darah yang terlihat pada gambar tersebut.”

Informasi berharga untuk dokter

Gambar yang diperoleh mewakili pembuluh darah jantung pada titik waktu yang berbeda dan dengan menganalisis rangkaian gambar ini, teknik ini dapat digunakan untuk memvisualisasikan pembuluh darah sekecil 100 µm dalam hitungan detik. Dengan demikian dapat digunakan untuk mengidentifikasi kelainan perfusi miokard yang mengindikasikan kondisi jantung yang mendasarinya, kata para peneliti.

Ultrathin e-tattoo menyediakan pemantauan jantung terus menerus

“Informasi ini sangat berharga bagi dokter sehingga mereka bisa menilai kualitas organ yang akan ditransplantasikan,” ujar Colin. “Informasi tersebut penting karena memungkinkan kami untuk mempertimbangkan penggunaan cangkok dengan batasan usia yang tidak terlalu ketat, karena kami sekarang memiliki metode pasca evaluasi untuk menilai kondisi kesehatan organ donor ini. Konsekuensi tidak langsung dari hal ini adalah meningkatkan jumlah kemungkinan transplantasi.”

Colin dan rekannya sekarang sedang dalam proses mengajukan paten untuk metode kalibrasi temporal berdasarkan teknik mereka, tetapi mengatakan bahwa mereka masih perlu memvalidasi konsep tersebut secara khusus untuk metode peningkatan citra mereka. “Setelah ini dilakukan, kami akan dapat memastikan bahwa dokter memiliki akses ke gambar dengan indeks medis terukur, yang berarti nilainya sebanding dari waktu ke waktu dari satu sistem ke sistem lainnya,” kata Colin. “Kami juga ingin melanjutkan penelitian kami tentang optimalisasi polarisasi. Ini akan memungkinkan kami mencapai kontras terbaik dan bergerak menuju perolehan informasi tiga dimensi.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/laser-speckle-imaging-assesses-donor-hearts/