Pracownicy Laboratorium Fizyki Medycyny w Paryżu (ESPCI PARIS-PSL, INSERM, CNR) dokonali mapowania ludzkiej sieci naczyniowej mózgu w bezprecedensowej skali, poinformowały w badaniu opublikowanym w magazynie inżynierii biomedycznej przyrody. Stało się to możliwe dzięki Mikroskopii Lokalizacji ultradźwiękowej Ultra-wysokiej rozdzielczości, a także ultra-niskiej sonografii i stosowania środków kontrastowych.
Naczynia krwionośne mózgu są niezwykle złożoną siecią, która dostarcza neurony z tlenem i składnikami odżywczymi. Wynika z tego, że aktywność naczynia i neuronalna są ściśle związane, a zaburzenia naczyń są uważane za główną przyczynę wielu zaburzeń neurologicznych. Diagnoza i leczenie tych chorób są skomplikowane przez brak wiedzy o funkcjach małych naczyń krwionośnych i ograniczeń w wizualizacji mózgowej.
Obliczone angiografię tomograficzną i angiografię rezonans magnetyczny to dwie najczęstsze metody uzyskania wizerunku naczyń krwionośnych. Obejmują duże tętnice osiągające średnicę kilku dziesiątymi milimetrów, ale nie może wykryć mniejszych kapilarów. Ponadto angiografia nie zapewnia dynamicznych informacji o sieci naczyniowej w różnych skalach przestrzennych.
Decyzja zaproponowana przez autorów nowych badań powinna wypełnić tę szczelinę, ponieważ oferuje dynamiczne obrazy strumieni krwi całej sieci naczyniowej - od większych tętnic do małych kapilarów. Ponadto technologia ta jest nieinwazyjna, niejonizowana, prosta i nie wymaga poważnych inwestycji finansowych.
Mikael Tanter Zespół stosował ultra-szybką sonografię - nieinwazyjne badanie organizmu przy użyciu fal ultradźwiękowych, umożliwiając tysiące obrazów na sekundę. Następnie substancje kontrastują, aby przenieść: w rezultacie, mikropułki z biokompatybilnego gazu, podawane dożylnie, rozpowszechnione przez całą sieć naczyniową mózgu. Zostały one wizualizowane za pomocą sondy ultradźwiękowej, umieszczone naprzeciwko głowy pacjenta w świątyni. Określając pozycję milionów mikrobubblików przez kilka sekund, naukowcy byli w stanie przywrócić anatomię sieci naczyniowej do skali 25 mikrometrów, podczas zbierania informacji o lokalnych dynamicznych składnikach przepływu krwi.
Metoda została wypróbowana na małych zwierzętach laboratoryjnych w 2015 r., Ale czyniąc obrazy dorosłego mózgu, nie udało się. Problem polegał na tym, że po pierwsze, sygnał ultradźwiękowy jest zniekształcony podczas przechodzenia przez czaszkę, prowadząc do pogorszenia jakości obrazu. Po drugie, konieczne było opracowanie algorytmów korekcji ruchu, ponieważ każdy najmniejszy ruch w mózgu zapobiega lokalowaniu mikrokubirizacji z dokładnością mikronu.
"Ta" światowa premiera "u ludzi była możliwa dzięki wspólnej realizacji kilku metod. Pierwsza wizualizacja Ultrafast, która zapewnia ogromną ilość danych przez bardzo krótki okres czasu i pozwala na rozróżnienie pomiędzy podpisem akustycznym każdego indywidualnego mikroububokacji. Następnie lokalizację ultradźwiękową zdjął limit uprawnień, gdy obraz małego obiektu jest niewyraźne plamy - więcej niż prawdziwy obiekt. Ale jeśli ten obiekt jest izolowany, może być uzasadnione, aby założyć, że jego dokładna lokalizacja jest środkiem niewyraźnej plamy. W naszym przypadku mikrobubeczki krążące w krwiobiegu odgrywają rolę izolowanych obiektów i pozwala przywrócić dokładną lokalizację każdego naczynia krwionośnego. Wreszcie, rejestracja mikrobububów echa zapewniła dostęp do fali emanujących z obiektu o nazwie mikronom, a zatem pozostawia do przywrócenia tego, co wydarzyło się podczas rozprzestrzeniania fali przez czaszkę, aby skorygować pojawiające się zaburzenia, "powiedział Charlie Demené, a prowadzić autor badanie.
Ze względu na swój rozwój naukowcy byli już w stanie naprawić najmniejsze szczegóły burzliwego przepływu krwi w obszarze tętniaka znajdującego się głęboko w środku mózgu jednego z pacjentów. Nowe możliwości wizyzacji statków otwierają drogę do lepszego zrozumienia i diagnozy chorób mózgowych, takich jak udar, a także choroby neurodegeneracyjne.
Oprócz wszystkich, warto zauważyć, że ultradźwiękowy mikroskopia lokalizacyjna jest prostsza w użyciu klinicystów w porównaniu z istniejącymi metodami, bardziej opłacalnymi i mniej kłopotami - procedura może być prowadzona w pobliżu łóżka pacjenta.
Źródło: Naked Science