Супрацоўнікі Лабараторыі фізікі для медыцыны ў Парыжы (ESPCI Paris-PSL, Inserm, CNRS) дамагліся карціравання сасудзістай сеткі галаўнога мозгу чалавека ў беспрэцэдэнтных маштабах, паведамляецца ў даследаванні, апублікаваным у часопісе Nature Biomedical Engineering. Гэта стала магчыма дзякуючы ультрагукавой локализационной мікраскапіі звышвысокага дазволу, а таксама сверхбыстрой сонографии і выкарыстанню кантрасных рэчываў.
Крывяносныя пасудзіны мозгу - надзвычай складаная сетка, якая забяспечвае нейроны кіслародам і пажыўнымі рэчывамі. З гэтага вынікае, што судзінкавая і нейрональных актыўнасць цесна звязаныя, а парушэнні ў сасудах лічацца асноўнай прычынай многіх неўралагічных расстройстваў. Дыягностыка і лячэнне гэтых захворванняў ўскладняюцца недахопам ведаў пра функцыі дробных крывяносных сасудаў і абмежаваннямі ў цереброваскулярных візуалізацыі.
Кампутарная тамаграфічнае ангіяграфія і магнітна-рэзанансная ангіяграфія - два самых распаўсюджаных на сёння метаду атрымання малюнка крывяносных сасудаў. Яны ахопліваюць буйныя артэрыі, якія дасягаюць у дыяметры некалькі дзесятых міліметра, але не могуць выявіць больш дробныя капіляры. Да таго ж ангіяграфіі не даюць дынамічнай інфармацыі аб сасудзістай сеткі ў розных прасторавых маштабах.
Рашэнне, прапанаванае аўтарамі новага даследавання, павінна папоўніць гэты прабел, бо яно прапануе дынамічныя выявы патокаў крыві ўсёй сасудзістай сеткі - ад больш буйных артэрый да дробных капіляраў. Да таго ж гэтая тэхналогія неинвазивная, неионизирующая, простая і не запатрабуе сур'ёзных фінансавых укладанняў.
Каманда Мікаэля Тантера ўжыла звышхуткіх сонографию - неинвазивное даследаванне арганізма з дапамогай ультрагукавых хваль, якое дазваляе атрымліваць тысячы малюнкаў у секунду. Затым у ход пайшлі кантрасныя рэчывы: у выніку микропузырьки з биосовместимого газу, якія ўводзяць нутравенна, цыркулявалі па ўсёй сасудзістай сеткі мозгу. Іх візуалізавалі дапамогай ультрагукавога зонда, змешчанага насупраць галавы пацыента, у скроні. Вызначаючы становішча мільёнаў микропузырьков на працягу некалькіх секунд, навукоўцы змаглі аднавіць анатомію сасудзістай сеткі аж да маштабу ў 25 мікраметраў, збіраючы пры гэтым інфармацыю аб лакальных дынамічных кампанентах крывацёку.
Метад апрабавалі на дробных лабараторных жывёл яшчэ ў 2015 годзе, але зрабіць малюнкі мозгу дарослага чалавека не ўдавалася. Праблема была ў тым, што, па-першае, ультрагукавой сігнал скажаецца пры праходжанні праз чэрап, прыводзячы да пагаршэння якасці малюнка. Па-другое, трэба было распрацаваць алгарытмы карэкцыі руху, паколькі любое найменшы рух у мозгу перашкаджае магчымасці лакалізацыі микропузырька з дакладнасцю да мікрона.
«Гэтая" сусветная прэм'ера "на людзях стала магчымай дзякуючы сумеснай рэалізацыі некалькіх метадаў. Першы - звышхуткая візуалізацыя, якая забяспечвае вялікая колькасць дадзеных за вельмі кароткі прамежак часу і дазваляе адрозніваць акустычную сігнатуру кожнага асобнага микропузырька. Затым лакалізацыя ультрагуку зняла мяжа дазволу, калі малюнак малюсенькага аб'екта ўяўляе сабой размытае пляма - большае, чым рэальны аб'ект. Але калі гэты аб'ект ізаляваны, можна разумна выказаць здагадку, што яго дакладнае месцазнаходжанне - цэнтр размытага плямы. У нашым выпадку микропузырьки, якія цыркулююць у крывацёку, гуляюць ролю ізаляваных аб'ектаў і дазваляюць аднавіць дакладнае размяшчэнне кожнага крывяноснай пасудзіны. Нарэшце, рэгістрацыя рэха микропузырьков прадаставіла доступ да хвалі, якая зыходзіць ад аб'екта мікроннай памераў, і, такім чынам, дазволіла аднавіць тое, што адбылося падчас распаўсюджвання хвалі скрозь чэрап, каб выправіць ўзнікаюць абурэння », - распавёў Чарлі Дземенэ, вядучы аўтар даследавання.
Дзякуючы сваёй распрацоўцы навукоўцы ўжо змаглі зафіксаваць драбнюткія дэталі турбулентнага крывацёку ў галіне анеўрызмы, размешчанай у глыбіні ў сярэдзіне мозгу аднаго з пацыентаў. Новыя магчымасці візуалізацыі сасудаў адкрываюць шлях для лепшага разумення і дыягностыкі цереброваскулярных захворванняў, такіх як інсульт, а таксама нейродегенеративных хвароб.
У дадатак да ўсяго вышэйсказанага варта адзначыць, што ультрагукавая локализационная мікраскапія больш простая ў выкарыстанні клініцыстам у параўнанні з існуючымі метадамі, больш рэнтабельная і менш грувасткая - працэдуру можна праводзіць прама каля ложка пацыента.
Крыніца: Naked Science