I dipendenti del laboratorio fisica per la medicina a Parigi (ESPCI Paris-PSL, inserm, CNRS) hanno reso la mappatura della rete vascolare del cervello umano in scala senza precedenti, riportata in uno studio pubblicato nella rivista di ingegneria biomedica della natura. Ciò è diventato possibile a causa della microscopia di localizzazione ad ultrasuoni di risoluzione ultrasuoma e di un'ecografia ultra-bassa e l'uso di agenti di contrasto.
I vasi sanguigni del cervello sono una rete estremamente complessa che fornisce neuroni con ossigeno e sostanze nutritive. Ne consegue da questo che l'attività vascolare e neuronale è strettamente collegata e i disturbi nelle navi sono considerati la causa principale di molti disturbi neurologici. La diagnosi e il trattamento di queste malattie sono complicati da una mancanza di conoscenza delle funzioni di piccoli vasi sanguigni e restrizioni nella visualizzazione cerebrovascolare.
L'angiografia tomografica calcolata e l'angiografia di risonanza magnetica sono i due metodi più comuni per ottenere un'immagine dei vasi sanguigni. Coprono grandi arterie che raggiungono il diametro di alcuni decimi millimetri, ma non possono rilevare capillari più piccoli. Inoltre, l'angiografia non fornisce informazioni dinamiche sulla rete vascolare in varie scale spaziali.
La decisione proposta dagli autori del nuovo studio dovrebbe riempire questo divario, perché offre immagini dinamiche di flussi sanguigni dell'intera rete vascolare - da arterie più grandi a piccoli capillari. Inoltre, questa tecnologia non è invasiva, non ionizzante, semplice e non richiederà gravi investimenti finanziari.
Il team Tanter Mikael ha applicato un'ecografia ultra-veloce - uno studio non invasivo del corpo utilizzando onde ad ultrasuoni, consentendo a migliaia di immagini al secondo. Quindi le sostanze contrastanti sono andate a muoversi: di conseguenza, i micropucce dal gas biocompatibile, somministrato per via endovenosa, circolati su tutta la rete vascolare del cervello. Sono stati visualizzati per mezzo di una sonda ad ultrasuoni, posizionata di fronte alla testa del paziente, al tempio. Determinando la posizione di milioni di microbolle per alcuni secondi, gli scienziati sono stati in grado di ripristinare l'anatomia della rete vascolare fino a una scala di 25 micrometri, raccogliendo durante la raccolta di informazioni sui componenti dinamici locali del flusso sanguigno.
Il metodo è stato provato su piccoli animali da laboratorio nel 2015, ma rendendo le immagini del cervello adulto non ha avuto successo. Il problema era che, in primo luogo, il segnale ad ultrasuoni è distorto quando si passa attraverso il cranio, portando a un deterioramento della qualità dell'immagine. In secondo luogo, è stato necessario sviluppare algoritmi di correzione del movimento, poiché qualsiasi minimo movimento nel cervello impedisce la possibilità di localizzare una microcubirizzazione con una precisione del micron.
"Questa" premiere mondiale "negli esseri umani è stata possibile grazie all'implementazione congiunta di diversi metodi. La prima è la visualizzazione UltraFast, che fornisce un'enorme quantità di dati per un periodo di tempo molto breve e consente di distinguere tra la firma acustica di ogni singola microfubezione. Quindi la localizzazione ad ultrasuoni ha tolto il limite di autorizzazione quando l'immagine di un piccolo oggetto è una macchia sfocata - più di un oggetto reale. Ma se questo oggetto è isolato, può essere ragionevole presumere che la sua posizione esatta sia il centro della macchia sfocata. Nel nostro caso, i microbolle circolanti nel flusso sanguigno svolgono il ruolo di oggetti isolati e consentono di ripristinare la posizione esatta di ciascun vaso sanguigno. Infine, la registrazione dei microbobi ECHO ha fornito l'accesso a un'onda che emana dall'oggetto di Micron-Size, e, pertanto, ha permesso di ripristinare ciò che è accaduto durante la diffusione dell'onda attraverso il cranio per correggere i disturbi emergenti ", ha detto Charlie Demené, a piombo autore dello studio.
A causa del suo sviluppo, gli scienziati hanno già potuto riparare i più piccoli dettagli del flusso di sangue turbolento nell'area dell'aneurisma situato in profondità nel mezzo del cervello di uno dei pazienti. Le nuove possibilità di visorizzazione delle navi aprono la strada a una migliore comprensione e diagnosi di malattie cerebrovascolari, come ictus, oltre a malattie neurodegenerative.
Oltre a tutti, vale la pena notare che la microscopia di localizzazione ad ultrasuoni è più semplice utilizzare i medici rispetto ai metodi esistenti, più redditizio e meno ingombranti - la procedura può essere eseguita proprio vicino al letto del paziente.
Fonte: scienza nuda