Лазерне спекл-зображення оцінює серця донорів – Physics World

Метод візуалізації, спочатку розроблений для визначення того, як світло розсіюється еритроцитами, був удосконалений дослідниками з Франції, щоб тепер він міг безпечно відтворювати коронарний кровообіг у донорських серцях під час перфузії серця ex situ (ESHP), процедури, яка використовується для збереження серця та скринінг. Нова техніка, відома як лазерна спекл-ортогональна контрастна візуалізація (LSOCI), дає змогу неінвазивно отримати зображення з високою роздільною здатністю всіх периферичних кровоносних судин серця в режимі реального часу та може надати лікарям цінну інформацію про якість органу для трансплантації. .

«Така динамічна спекл-технологія існує вже давно», — пояснює керівник групи Еліз Колін від Паризький університет Сакле і запуск Медичні дослідження ITAE, «але зазвичай його застосовують до нерухомих об’єктів. Ми поняття не мали, чи зможемо ми взагалі отримати зображення активності крові, якщо застосувати його до об’єкта зі значним рухом, як-от серце, що б’ється».

Відмова трансплантата після операції з трансплантації серця може виникнути через аномалії донорського органу, наприклад ішемічну хворобу серця. Ризик цих аномалій зростає з віком або у пацієнтів із наявними захворюваннями серця. Таким чином, ретельний скринінг таких станів є життєво важливим для визначення того, чи придатний орган для трансплантації.

В останні роки ESHP дозволив оцінити серце поза тілом. Тут лікарі спостерігають за роботою серця донора після того, як до нього через кровоносні судини надходять збагачені киснем поживні речовини. Проблема полягає в тому, що проведення коронарографії під час ESHP (для скринінгу ішемічної хвороби серця) може пошкодити серце. Таким чином, необхідні альтернативні методи візуалізації для виявлення аномального кровотоку в донорських органах.

Аналіз спекл-зображень

Техніка LSOCI, використана в цьому дослідженні, аналізує спекл-зображення, які є результатом багатьох конструктивних і деструктивних перешкод, які виникають, коли поверхню або об’єм об’єкта освітлюють когерентним світлом, наприклад, від лазера. На цих зображеннях дослідники розглядають параметр спекл-контрастності, який Колін описує як тип «функції розмиття». «Це тим більше важливо, коли розсіювачі, що виробляють сигнал, знаходяться в русі, як у випадку з еритроцитами, для яких була розроблена ця техніка», — пояснює вона.

Зараз Колін і його колеги вдосконалили LSOCI для спостереження за дрібними кровоносними судинами серця. Новий метод, який вони детально описують у Журнал біомедичної оптики, здатний аналізувати кровотік в органі за допомогою спеціального поляриметричного фільтра, який сприяє взаємодії між світловими хвилями, які зазнали багаторазового розсіювання. Ці взаємодії зазвичай відбуваються на глибині кровоносних судин, що означає, що поверхневе розсіювання світла пригнічується. Таким чином, спекл-візерунки, які утворюються, в основному утворюються внаслідок багаторазового розсіювання рухомих еритроцитів усередині судин.

У випадку органа, який періодично рухається, як-от серце, дослідники повинні мати можливість розрахувати функцію розмиття без впливу на загальний рух органу. Для цього Колін і його колеги розробили алгоритм, який дозволив їм вибрати зображення, між якими найменше рухається, вздовж різних періодів серцебиття.

«Важливо розуміти, що отримані зображення не містять такої ж інформації, як, наприклад, радіометричне зображення», — каже вона. Світ фізики. «Отримані зображення є рухомими зображеннями еритроцитів, і коли серце зупиняється, на зображенні не видно судин».

Цінна інформація для лікарів

Отримані зображення представляють судинну мережу серця в різні моменти часу, і, аналізуючи послідовність цих зображень, цю техніку можна використовувати для візуалізації судинної мережі розміром до 100 мкм за лічені секунди. Таким чином, за словами дослідників, його можна використовувати для виявлення аномалій перфузії міокарда, що вказують на серцеві захворювання.

Ультратонка електронна татуювання забезпечує постійний моніторинг серця

«Ця інформація є цінною для лікарів, оскільки вони можуть оцінити якість органу для трансплантації», — каже Колін. «Така інформація важлива, оскільки дозволяє нам розглянути можливість використання трансплантатів із менш суворими віковими обмеженнями, оскільки тепер у нас є метод пост-оцінки для оцінки стану здоров’я цих донорських органів. Непрямим наслідком цього є те, що це збільшує кількість можливостей трансплантації».

Зараз Колін і його колеги подають заявку на патент на метод часового калібрування, заснований на їхній техніці, але кажуть, що їм ще потрібно перевірити концепцію спеціально для свого методу покращення зображення. «Коли це буде зроблено, ми зможемо гарантувати, що лікарі матимуть доступ до зображення з кількісним медичним індексом, що означає, що значення можна порівняти з часом від однієї системи до іншої», — каже Колін. «Ми також хотіли б продовжити наші дослідження оптимізації поляризації. Це дозволило б нам досягти найкращого контрасту та рухатися до отримання тривимірної інформації».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• Карбування майбутнього з Адріенн Ешлі. Доступ тут.
• Купуйте та продавайте акції компаній, які вийшли на IPO, за допомогою PREIPO®. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/laser-speckle-imaging-assesses-donor-hearts/