Anställda i fysiklaboratoriet för medicin i Paris (ESPI Paris-PSL, Inserm, CNR) har gjort kartläggning av det mänskliga hjärtsvaskulära nätverket i en oöverträffad skala, som rapporterats i en studie som publicerades i den naturbiomedicinska teknikmagasinet. Detta blev möjligt på grund av ultraljudslokaliseringsmikroskopi av ultrahög upplösning, liksom ultra-lågsonografi och användningen av kontrastmedel.
Blodkärl i hjärnan är ett extremt komplext nätverk som levererar neuroner med syre och näringsämnen. Det framgår av detta att vaskulär och neuronaktivitet är nära anslutna, och störningar i fartyg anses vara den främsta orsaken till många neurologiska störningar. Diagnos och behandling av dessa sjukdomar är komplicerade av brist på kunskap om funktionerna hos små blodkärl och restriktioner i cerebrovaskulär visualisering.
Beräknad tomografisk angiografi och magnetisk resonansangiografi är de två vanligaste metoderna för att erhålla en bild av blodkärl. De täcker stora artärer som når i diameter några tionde millimeter, men kan inte upptäcka mindre kapillärer. Dessutom tillhandahåller angiografi inte dynamisk information om det kärlnätverk i olika rumsskalor.
Beslutet som föreslagits av författarna till den nya studien bör fylla detta gap, eftersom det erbjuder dynamiska bilder av blodflöden i hela kärlnätet - från större artärer till små kapillärer. Dessutom är denna teknik icke-invasiv, icke-joniserande, enkel och kommer inte att kräva allvarliga finansiella investeringar.
Mikael Tanter Team applicerade ultra-snabb sonografi - en icke-invasiv studie av kroppen med ultraljudsvågor, vilket möjliggör tusentals bilder per sekund. Därefter gick kontrastämnen för att flytta: som ett resultat, implementerade mikriska från biokompatibel gas, intravenöst, cirkulerades över hela kärlnätet i hjärnan. De visualiserades med hjälp av en ultraljudssond, placerad mittemot patientens huvud, vid templet. Genom att bestämma läget för miljontals mikrobubblor i några sekunder kunde forskare återställa det vaskulära nätverkets anatomi upp till en skala av 25 mikrometer, samtidigt som information om lokala dynamiska komponenter av blodflöde.
Metoden testades på små laboratoriedjur år 2015, men att göra bilder av den vuxna hjärnan lyckades inte. Problemet var att först och främst är ultraljudssignalen förvrängd när den passerar genom skallen, vilket leder till en försämring av bildens kvalitet. För det andra var det nödvändigt att utveckla rörelsekorrigeringsalgoritmer, eftersom någon minsta rörelse i hjärnan förhindrar möjligheten att lokalisera en mikrokubiriering med en noggrannhet i mikronen.
"Denna" världspremiär "hos människor var möjligt tack vare det gemensamma genomförandet av flera metoder. Den första är ultrafast visualisering, vilket ger en stor mängd data under en mycket kort tid och låter dig skilja mellan den akustiska signaturen för varje enskild mikrofubektion. Därefter tog ultraljudslokaliseringen av tillståndsgränsen när bilden av ett litet objekt är en suddig fläck - mer än ett riktigt objekt. Men om det här objektet är isolerat kan det vara rimligt att anta att dess exakta plats är centrum för den suddiga fläcken. I vårt fall spelar mikrobubblor som cirkulerar i blodbanan rollen av isolerade föremål och låter dig återställa den exakta platsen för varje blodkärl. Slutligen gav registreringen av eko-mikrobubblor tillgång till en våg som härrör från det mikronstora objektet, och därför tillåtelse att återställa det som hände under spridningen av vågen genom skalle för att korrigera framväxande störningar, säger Charlie Demené, A Bly författare till studien.
På grund av sin utveckling har forskare redan kunnat fixa de minsta detaljerna i turbulent blodflöde i området av aneurysm som är djupt i mitten av hjärnan hos en av patienterna. Nya möjligheter till visiralisering av fartyg öppnar vägen för en bättre förståelse och diagnos av cerebrovaskulära sjukdomar, såsom stroke, liksom neurodegenerativa sjukdomar.
Förutom allt är det värt att notera att ultraljudslokaliseringsmikroskopi är enklare att använda kliniker jämfört med befintliga metoder, mer lönsamma och mindre besvärliga - förfarandet kan utföras direkt nära patientens säng.
Källa: Naken vetenskap