เครื่องมืออัลตราซาวด์ Vortex สลายลิ่มเลือดในสมอง

ภาวะไซนัสอุดตันในหลอดเลือดดำในสมอง (CVST) เป็นก้อนในหลอดเลือดดำที่ระบายเลือดออกจากสมอง และเป็นสาเหตุหนึ่งของโรคหลอดเลือดสมองที่พบบ่อยที่สุดในคนหนุ่มสาว การวินิจฉัยในระยะแรกและการรักษาด้วยยาต้านการแข็งตัวของเลือดสามารถลดความเสียหายและการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับ CVST ได้ แต่การรักษาในปัจจุบันล้มเหลวใน 20-40% ของกรณี

เพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ทางคลินิก ทีมวิจัยมุ่งไปที่ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา และ สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย ได้พัฒนาเครื่องมืออัลตราซาวด์แบบใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อสลายลิ่มเลือดในสมอง อุปกรณ์ที่ทีมงานอธิบายไว้ การวิจัยศึกษาขจัดลิ่มเลือดได้เร็วกว่าเทคนิคที่มีอยู่และสามารถฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดผ่านการอุดตันอย่างสมบูรณ์ ในหลอดทดลอง แบบจำลองของ CVST ในเวลาเพียง 8 นาที

ในเทคนิคที่เรียกว่าการสลายลิ่มเลือดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงนั้น อัลตราซาวนด์จะใช้เพื่อกระตุ้นฟองอากาศขนาดเล็กที่อยู่รอบๆ ก้อนและทำให้ก้อนแตกตัว เมื่อเทียบกับยาต้านการแข็งตัวของเลือดทั่วไปหรือยาละลายลิ่มเลือดที่ละลายลิ่มเลือด การสลายลิ่มเลือดด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีศักยภาพในการลดเวลาการรักษาที่จำเป็นลงอย่างน่าทึ่ง อย่างไรก็ตาม กลยุทธ์ก่อนหน้านี้ไม่ได้ผลทางคลินิกเมื่อรักษาเส้นเลือดดำหรือหลอดเลือดแดงขนาดใหญ่ที่อุดตันอย่างสมบูรณ์

สิ่งที่แตกต่างเกี่ยวกับวิธีการใหม่นี้คือ แทนที่จะใช้อัลตราซาวนด์ระนาบแบบธรรมดา ทีมงานได้พัฒนาตัวแปลงกระแสน้ำวนแบบใหม่ที่สร้างหน้าคลื่นแบบขดลวด ซึ่งอัลตราซาวนด์จะหมุนแบบพายุทอร์นาโดขณะที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้า อัลตราซาวนด์ของกระแสน้ำวนนี้ทำให้เกิดแรงเฉือนขนานกับพื้นผิวด้านหน้าของก้อน ซึ่งขัดขวางการทำงานของเครือข่ายไฟบรินที่จับตัวเป็นก้อนทีละชั้นเพื่อละลายลิ่มเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ความเค้นเฉือนยังทำให้โครงสร้างลิ่มคลายตัว ทำให้การส่ง microbubbles และสารสลายลิ่มเลือดดีขึ้น

"งานก่อนหน้านี้ของเราได้ศึกษาเทคนิคต่างๆ ที่ใช้อัลตราซาวนด์เพื่อขจัดลิ่มเลือดโดยใช้สิ่งที่เป็นคลื่นที่หันหน้าไปทางด้านหน้า" ผู้เขียนร่วมที่สอดคล้องกันอธิบาย เซียวหนิงเจียง จาก NC State University ในแถลงการณ์ “ผลงานใหม่ของเราใช้อัลตราซาวนด์แบบวอร์เท็กซ์ ซึ่งคลื่นอัลตราซาวนด์จะมีหน้าคลื่นเป็นเกลียว ขึ้นอยู่กับของเรา ในหลอดทดลอง การทดสอบวิธีนี้สามารถกำจัดลิ่มเลือดได้เร็วกว่าเทคนิคที่มีอยู่ ส่วนใหญ่เป็นเพราะความเครียดเฉือนที่เกิดจากคลื่นกระแสน้ำวน”

สร้างคลื่นเกลียว

นักวิจัยได้สร้างตัวแปลงสัญญาณอัลตราซาวด์แบบวอร์เท็กซ์โดยใช้ตัวแปลงสัญญาณเพียโซอิเล็กทริกแบบรูรับแสงขนาดเล็ก 2 x 2 ความถี่ต่ำ (1.8 MHz) การประกอบอาร์เรย์ด้วยการเลื่อนหนึ่งในสี่ของความยาวคลื่น (0.21 มม.) ระหว่างพื้นผิวการมองไปข้างหน้าของทรานสดิวเซอร์ข้างเคียง ทำให้เกิดการหน่วงเฟสทางกายภาพที่จำเป็นในการสร้างหน้าคลื่นแบบเฮลิคัล

อาร์เรย์ของทรานสดิวเซอร์มีขนาดเล็กพอที่จะใส่เข้าไปในสายสวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.0 มม. โดยมีลูเมนสำหรับส่งสารที่ทำให้เกิดโพรงอากาศขนาดเล็กและยา จากนั้นสายสวนนี้สามารถป้อนผ่านระบบไหลเวียนเลือดไปยังบริเวณที่มีลิ่มเลือด

ในการทดสอบกับ Phantom ของหลอดเลือด ตัวแปลงสัญญาณ vortex จะตรวจวิเคราะห์ความยาวทั้งหมดของก้อนลิ่มขนาด 50 มม. (ฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือด) ภายในการรักษา 30 นาที ในขณะที่ตัวแปลงสัญญาณแบบ nonvortex ทำการสลายลิ่มเลือด (การสลาย) ได้น้อยกว่า 50% และไม่ได้ทำการตรวจซ้ำ เรือ เมื่อเปรียบเทียบความเร็วในการสลายลิ่มเลือด ทรานสดิวเซอร์ vortex มีอัตราการสลายสัมบูรณ์ที่ 53.9 มก./นาที ซึ่งสูงกว่าการสลายลิ่มเลือดด้วยทรานสดิวเซอร์ที่ไม่ใช่วอร์เท็กซ์ 64.3% (32.8 มก./นาที)

“จากข้อมูลที่มีอยู่ การให้ยาเพื่อละลายลิ่มเลือด CVST ใช้เวลาอย่างน้อย 15 ชั่วโมง และเฉลี่ยประมาณ 29 ชั่วโมง” ผู้เขียนร่วมที่สอดคล้องกันกล่าว เฉิงจื้อซือ จากจอร์เจียเทค "ในระหว่าง ในหลอดทดลอง จากการทดสอบ เราสามารถละลายลิ่มเลือดเฉียบพลันได้ภายในเวลาไม่ถึงครึ่งชั่วโมง”

ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

Jiang, Shi และผู้ทำงานร่วมกันได้ทดสอบตัวแปลงกระแสน้ำวนของพวกเขาในแบบจำลอง 3 มิติของไซนัสหลอดเลือดดำในสมอง พวกเขาพบว่าหลอดเลือดที่อุดตันอย่างสมบูรณ์ได้รับการตรวจซ้ำอย่างสมบูรณ์ในเวลาเพียง 8 นาทีของการรักษา ก้อนเนื้อเฉียบพลันคือ 3.1±0.3 กรัมก่อนการรักษาและ 1.2±0.4 กรัมหลังการรักษา ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการลดลงที่ 7.66 %/นาที และความเร็วในการสลายตัวที่ 237.5 มก./นาที ทีมงานทราบว่าค่าเหล่านี้สูงกว่าค่าที่เพิ่งรายงานสำหรับการสลายลิ่มเลือดด้วยสายสวนหลอดเลือดโดยไม่ใช้ยาอย่างมีนัยสำคัญ (1.3–2.5 %/นาที; 2–4.6 มก./นาที)

'การเจาะอัลตราซาวนด์' และนาโนดรอปเล็ตจะสลายลิ่มเลือด

การวิเคราะห์เศษลิ่มเลือดพบว่าอนุภาคส่วนใหญ่มีขนาดน้อยกว่า 100 µm ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการก่อตัวของลิ่มเลือดที่เป็นอันตราย เพื่อประเมินความปลอดภัยในการรักษาเพิ่มเติม นักวิจัยได้ใช้อัลตราซาวนด์ของกระแสน้ำวนกับ ex vivo เส้นเลือดขอดของสุนัขโดยสังเกตว่าผนังหลอดเลือดไม่เสียหาย พวกเขายังระบุด้วยว่าอัลตราซาวนด์ของกระแสน้ำวนไม่ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อเซลล์เม็ดเลือดแดง

ต่อไป นักวิจัยวางแผนที่จะทำการทดสอบในแบบจำลองสัตว์ หากสิ่งเหล่านี้สำเร็จ พวกเขาหวังว่าจะได้ทดลองทางคลินิกต่อไป “ในกรณีที่รุนแรงของ CVST และในผู้ป่วยที่มีลิ่มเลือดอุดตันหลอดเลือดดำขนาดใหญ่และไม่สามารถรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยยาที่มีอยู่ในปัจจุบัน เทคโนโลยี vortex ultrasound thrombolysis อาจกลายเป็นการรักษาที่ช่วยชีวิตได้ในอนาคต” พวกเขาสรุป

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/vortex-ultrasound-tool-breaks-down-blood-clots-in-the-brain/