Laserowe obrazowanie plamkowe ocenia serca dawców – Physics World

Technika obrazowania pierwotnie opracowana w celu wykrywania, w jaki sposób światło rozprasza się na krwinkach czerwonych, została udoskonalona przez naukowców z Francji, dzięki czemu może teraz bezpiecznie obrazować krążenie wieńcowe w sercach dawców podczas perfuzji serca ex situ (ESHP), procedury stosowanej do konserwacji serca i ekranizacja. Nowa technika, znana jako ortogonalne kontrastowe obrazowanie plamkowe lasera (LSOCI), umożliwia nieinwazyjne obrazowanie w wysokiej rozdzielczości wszystkich obwodowych naczyń krwionośnych serca w czasie rzeczywistym i może dostarczyć lekarzom cennych informacji na temat jakości narządu do przeszczepu .

„Taka technologia dynamicznych plamek istnieje już od dawna”, wyjaśnia lider zespołu Eliza Colin od Paryski Uniwersytet Saclay i rozruchu Badania medyczne ITAE, „ale zwykle stosuje się go do obiektów nieruchomych. Nie mieliśmy pojęcia, czy w ogóle będziemy w stanie uzyskać obrazy aktywności krwi, gdy zastosujemy je do obiektu o znacznym ruchu, takiego jak bijące serce”.

Niewydolność przeszczepu po operacji przeszczepu serca może wynikać z nieprawidłowości w narządzie dawcy, takich jak choroba wieńcowa. Ryzyko wystąpienia tych nieprawidłowości wzrasta z wiekiem lub u pacjentów z istniejącymi wcześniej chorobami serca. Dokładne badanie przesiewowe pod kątem takich warunków jest zatem niezbędne do ustalenia, czy narząd kwalifikuje się do przeszczepu.

W ostatnich latach ESHP umożliwiło ocenę serca poza organizmem. Tutaj lekarze monitorują działanie serca dawcy po dostarczeniu mu natlenionych składników odżywczych przez naczynia krwionośne. Problem polega na tym, że przeprowadzanie koronarografii podczas ESHP (w celu wykrycia choroby wieńcowej) może uszkodzić serce. Potrzebne są zatem alternatywne techniki obrazowania w celu identyfikacji nieprawidłowego przepływu krwi w narządach dawcy.

Analiza obrazów plamek

Technika LSOCI zastosowana w tym badaniu analizuje obrazy plamek, które wynikają z wielu konstruktywnych i destrukcyjnych interferencji, które występują, gdy powierzchnia lub objętość obiektu jest oświetlana spójnym światłem, takim jak światło lasera. Na tych obrazach badacze przyglądają się parametrowi kontrastu plamek, który Colin opisuje jako rodzaj „funkcji rozmycia”. „Jest to tym ważniejsze, gdy rozpraszacze wytwarzające sygnał są w ruchu, jak ma to miejsce w przypadku czerwonych krwinek, dla których opracowano tę technikę” – wyjaśnia.

Colin i współpracownicy ulepszyli teraz LSOCI, aby obserwować małe naczynia krwionośne w sercu. Nowa metoda, którą szczegółowo opisują w Czasopismo Optyki Biomedycznej, jest w stanie analizować przepływ krwi w narządzie przy użyciu specyficznego filtra polarymetrycznego, który faworyzuje interakcje między falami świetlnymi, które uległy bardziej wielokrotnemu rozproszeniu. Te interakcje na ogół występują na głębokości w naczyniach krwionośnych, co oznacza, że ​​rozpraszanie światła na powierzchni jest tłumione. Powstające wzory plamek są zatem wytwarzane głównie przez wielokrotne rozpraszanie ruchomych krwinek czerwonych wewnątrz naczyń.

W przypadku narządu, który porusza się okresowo, na przykład serca, naukowcy muszą być w stanie obliczyć funkcję rozmycia bez wpływu ogólnego ruchu narządu. Aby to zrobić, Colin i współpracownicy opracowali algorytm, który pozwolił im wybrać obrazy, w których występuje najmniejszy ruch między nimi, w różnych okresach bicia serca.

„Ważne jest, aby zrozumieć, że otrzymane obrazy nie zawierają takich samych informacji, jak na przykład obraz radiometryczny” – mówi Świat Fizyki. „Wytwarzane obrazy to ruchome obrazy czerwonych krwinek, a kiedy serce przestaje bić, na obrazie nie widać żadnych naczyń”.

Cenne informacje dla lekarzy

Uzyskane obrazy przedstawiają układ naczyniowy serca w różnych punktach czasowych, a dzięki analizie sekwencji tych obrazów technika ta może być wykorzystana do wizualizacji naczyń o wielkości zaledwie 100 µm w ciągu kilku sekund. Naukowcy twierdzą, że można by go zatem wykorzystać do identyfikacji nieprawidłowości perfuzji mięśnia sercowego wskazujących na podstawowe choroby serca.

Ultracienki e-tatuaż zapewnia ciągłe monitorowanie pracy serca

„Te informacje są cenne dla lekarzy, ponieważ mogą ocenić jakość narządu do przeszczepu” — mówi Colin. „Takie informacje są ważne, ponieważ pozwalają nam rozważyć wykorzystanie przeszczepów z mniej rygorystycznymi limitami wiekowymi, ponieważ mamy teraz metodę postewaluacyjną do oceny stanu zdrowia tych narządów dawców. Pośrednią konsekwencją tego jest zwiększenie liczby możliwości transplantacyjnych”.

Colin i współpracownicy są teraz w trakcie składania wniosku patentowego na metodę kalibracji czasowej opartą na ich technice, ale twierdzą, że nadal muszą zweryfikować koncepcję specjalnie dla swojej metody ulepszania obrazu. „Kiedy to zostanie zrobione, będziemy mogli zapewnić lekarzom dostęp do obrazu z ilościowym wskaźnikiem medycznym, co oznacza, że ​​wartości będą porównywalne w czasie z jednego systemu do drugiego”, mówi Colin. „Chcielibyśmy również kontynuować nasze badania nad optymalizacją polaryzacji. To pozwoliłoby nam osiągnąć najlepszy kontrast i ruszyć w kierunku uzyskania informacji trójwymiarowych.”

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoAiStream. Analiza danych Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• Wybijanie przyszłości w Adryenn Ashley. Dostęp tutaj.
• Kupuj i sprzedawaj akcje spółek PRE-IPO z PREIPO®. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/laser-speckle-imaging-assesses-donor-hearts/