การถ่ายภาพจุดเลเซอร์ประเมินหัวใจผู้บริจาค – Physics World

การถ่ายภาพจุดเลเซอร์ประเมินหัวใจผู้บริจาค – Physics World

ประทับเวลา: 6 มิถุนายน 2023 4:45 น

การถ่ายภาพด้วยเลเซอร์จุดจะจับภาพรายละเอียดของหลอดเลือดในหัวใจที่เต้นอยู่นอกร่างกาย
เครื่องมืออันทรงพลังสำหรับการคัดกรองหัวใจผู้บริจาค: การถ่ายภาพจุดด้วยเลเซอร์จะจับภาพรายละเอียดของหลอดเลือดในหัวใจที่เต้นอยู่นอกร่างกาย (ขอขอบคุณข้อมูลจาก: Plyer อัล et ดอย 10.1117/1.JBO.28.4.046007)

เทคนิคการถ่ายภาพที่เดิมพัฒนาขึ้นเพื่อตรวจจับว่านักวิจัยในฝรั่งเศสปรับปรุงการกระเจิงของแสงจากเซลล์เม็ดเลือดแดงอย่างไร เพื่อให้สามารถถ่ายภาพการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดหัวใจในหัวใจของผู้บริจาคได้อย่างปลอดภัยในระหว่างการไหลเวียนของเลือดไปเลี้ยงหัวใจนอกแหล่งกำเนิด (ESHP) ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ใช้ในการรักษาหัวใจและ การคัดกรอง เทคนิคใหม่นี้เรียกว่าการถ่ายภาพด้วยเลเซอร์จุดตัดมุมฉาก (LSOCI) ช่วยให้สามารถถ่ายภาพความละเอียดสูงแบบไม่รุกล้ำของหลอดเลือดส่วนปลายทั้งหมดของหัวใจแบบเรียลไทม์ และสามารถให้ข้อมูลอันมีค่าแก่แพทย์เกี่ยวกับคุณภาพของอวัยวะที่จะปลูกถ่าย .

“เทคโนโลยีจุดแบบไดนามิกดังกล่าวมีมานานแล้ว” หัวหน้าทีมอธิบาย เอลิเซ่ โคลิน ราคาเริ่มต้นที่ มหาวิทยาลัยปารีสซาเคลย์ และการเริ่มต้น การวิจัยทางการแพทย์ของ ITAE“แต่ปกติแล้วจะใช้กับวัตถุที่อยู่นิ่ง เราไม่รู้ว่าเราจะสามารถจับภาพการทำงานของเลือดได้หรือไม่เมื่อเรานำไปใช้กับวัตถุที่มีการเคลื่อนไหวที่สำคัญ เช่น หัวใจที่กำลังเต้น”

การปลูกถ่ายไตล้มเหลวหลังการผ่าตัดปลูกถ่ายหัวใจอาจเกิดขึ้นได้จากความผิดปกติในอวัยวะของผู้บริจาค เช่น โรคหลอดเลือดหัวใจ ความเสี่ยงของความผิดปกติเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นตามอายุหรือในคนไข้ที่เป็นโรคหัวใจอยู่แล้ว การตรวจคัดกรองสภาวะดังกล่าวอย่างรอบคอบจึงมีความสำคัญในการพิจารณาว่าอวัยวะมีสิทธิ์สำหรับการปลูกถ่ายหรือไม่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ESHP ได้เปิดใช้งานการประเมินหัวใจภายนอกร่างกาย ที่นี่ แพทย์จะติดตามประสิทธิภาพของหัวใจผู้บริจาคหลังจากที่สารอาหารที่ให้ออกซิเจนได้ถูกส่งผ่านหลอดเลือดไปแล้ว ปัญหาคือการทำ angiography หลอดเลือดหัวใจระหว่าง ESHP (เพื่อคัดกรองโรคหลอดเลือดหัวใจ) อาจทำให้หัวใจเสียหายได้ จำเป็นต้องใช้เทคนิคการถ่ายภาพทางเลือกเพื่อระบุการไหลเวียนของเลือดที่ผิดปกติในอวัยวะของผู้บริจาค

วิเคราะห์ภาพจุด

เทคนิค LSOCI ที่ใช้ในการศึกษานี้วิเคราะห์ภาพจุด ซึ่งเป็นผลมาจากการรบกวนเชิงสร้างสรรค์และการทำลายล้างที่เกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวหรือปริมาตรของวัตถุถูกส่องสว่างด้วยแสงที่สอดคล้องกัน เช่น จากแสงเลเซอร์ ในภาพเหล่านี้ นักวิจัยพิจารณาพารามิเตอร์คอนทราสต์จุด ซึ่งคอลินอธิบายว่าเป็น "ฟังก์ชันเบลอ" ประเภทหนึ่ง “นี่จะมีความสำคัญมากขึ้นเมื่อตัวกระจัดกระจายที่สร้างสัญญาณเคลื่อนไหว เช่นเดียวกับในกรณีของเซลล์เม็ดเลือดแดง ซึ่งเทคนิคนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นมา” เธออธิบาย

คอลินและเพื่อนร่วมงานได้ปรับปรุง LSOCI เพื่อสังเกตหลอดเลือดขนาดเล็กในหัวใจ วิธีการใหม่ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ใน วารสารชีวการแพทย์ทัศนศาสตร์สามารถวิเคราะห์การไหลเวียนของเลือดในอวัยวะได้โดยใช้ตัวกรองโพลาริเมตริกเฉพาะที่สนับสนุนปฏิสัมพันธ์ระหว่างคลื่นแสงที่มีการกระเจิงหลายครั้งมากขึ้น ปฏิกิริยาเหล่านี้โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นที่ระดับความลึกในหลอดเลือด ซึ่งหมายความว่าการกระเจิงของแสงบนพื้นผิวจะถูกระงับ รูปแบบของจุดที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากการกระเจิงของเม็ดเลือดแดงที่เคลื่อนไหวภายในหลอดเลือดหลายครั้ง

ในกรณีของอวัยวะที่เคลื่อนไหวเป็นระยะ เช่น หัวใจ นักวิจัยจำเป็นต้องสามารถคำนวณฟังก์ชันเบลอได้ โดยไม่ได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนไหวโดยรวมของอวัยวะ ในการทำเช่นนี้ Colin และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาอัลกอริธึมที่อนุญาตให้พวกเขาเลือกรูปภาพที่มีการเคลื่อนไหวน้อยที่สุดระหว่างรูปภาพในช่วงเวลาต่างๆ ของการเต้นของหัวใจ

“สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าภาพที่ได้นั้นไม่มีข้อมูลเดียวกันกับภาพเรดิโอเมตริก เป็นต้น” เธอกล่าว โลกฟิสิกส์. “ภาพที่ออกมานั้นเป็นภาพเคลื่อนไหวของเซลล์เม็ดเลือดแดง และเมื่อหัวใจถูกทำให้หยุดเต้น ก็จะไม่เห็นเส้นเลือดในภาพ”

ข้อมูลอันทรงคุณค่าสำหรับแพทย์

ภาพที่ได้แสดงถึงระบบหลอดเลือดของหัวใจ ณ จุดเวลาต่างๆ และโดยการวิเคราะห์ลำดับของภาพเหล่านี้ เทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อแสดงภาพระบบหลอดเลือดที่มีขนาดเล็กถึง 100 µm ได้ในเวลาไม่กี่วินาที นักวิจัยกล่าวว่าวิธีนี้สามารถใช้เพื่อระบุความผิดปกติของการไหลเวียนของเลือดในกล้ามเนื้อหัวใจซึ่งบ่งบอกถึงภาวะหัวใจที่ซ่อนอยู่

“ข้อมูลนี้มีคุณค่าสำหรับแพทย์เพื่อให้สามารถประเมินคุณภาพของอวัยวะที่จะปลูกถ่ายได้” คอลินกล่าว “ข้อมูลดังกล่าวมีความสำคัญเนื่องจากช่วยให้เราพิจารณาใช้การปลูกถ่ายอวัยวะที่มีการจำกัดอายุที่เข้มงวดน้อยลง เนื่องจากขณะนี้เรามีวิธีหลังการประเมินเพื่อประเมินสภาวะสุขภาพของอวัยวะผู้บริจาคเหล่านี้ ผลที่ตามมาทางอ้อมคือการเพิ่มจำนวนความเป็นไปได้ในการปลูกถ่าย”

ขณะนี้ Colin และเพื่อนร่วมงานอยู่ในขั้นตอนการยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับวิธีการสอบเทียบชั่วคราวตามเทคนิคของพวกเขา แต่กล่าวว่าพวกเขายังคงต้องตรวจสอบแนวคิดสำหรับวิธีการปรับปรุงภาพโดยเฉพาะ “เมื่อดำเนินการเสร็จแล้ว เราจะสามารถมั่นใจได้ว่าแพทย์จะสามารถเข้าถึงภาพที่มีดัชนีทางการแพทย์เชิงปริมาณ ซึ่งหมายความว่าค่าต่างๆ จะสามารถเปรียบเทียบกันได้เมื่อเวลาผ่านไปจากระบบหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง” Colin กล่าว “เรายังต้องการวิจัยเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพโพลาไรเซชันต่อไป สิ่งนี้จะช่วยให้เราได้คอนทราสต์ที่ดีที่สุดและก้าวไปสู่การรับข้อมูลสามมิติ”

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์