Техника с использованием света и звука позволяет осуществлять мониторинг инсульта в режиме реального времени
Каждый год миллионы людей умирают от инсульта. Чтобы победить болезнь, которая возникает в момент закупорки кровеносного сосуда в мозге, исследовательская группа POSTECH совершила прорыв с помощью передовой технологии, объединяющей свет и звук. Исследование опубликовано в журнале Advanced Science .
Инсульт является второй по распространенности причиной смерти в мире. В частности, ишемический инсульт происходит, когда кровеносный сосуд, снабжающий кровью мозг, блокируется. Если лечение откладывается, у пациента будет ускоренное повреждение мозговой ткани , что сделает его практически невозможным для восстановления. Существующие технологии, такие как КТ и МРТ, имеют ограничения по захвату любых ранних сосудистых изменений в режиме реального времени . Кроме того, исследования на животных моделях имеют ограничения по масштабу и эффективности.
Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа POSTECH разработала фотоакустическую компьютерную томографию (PACT), которая объединяет свет и ультразвук. Исследовательская группа применила сложный метод сканирования, который объединяет линейное и вращательное сканирование для синтеза изображений с разных углов в одно. Это тот же метод, который используется для получения изображений с разных направлений и их воссоздания в 3D-изображение.
Используя эту технологию, исследовательская группа смогла неинвазивно отслеживать цереброваскулярные изменения у мелких животных на ранних стадиях ишемического инсульта в режиме реального времени и успешно и точно проанализировать сосудистые изменения в обширной области.
Насыщение кислородом на ранней стадии ишемии в области с фототромботическим инсультом. (a) Изображения распределения проекционного насыщения кислородом максимальной амплитуды до, через 0, 6 ч и 1 день после индукции фототромботического инсульта (b) Изображения срезов мозга крысы в B-режиме в соответствующие временные точки (c) Изменения насыщения кислородом, специфичные для сосудов, на ипсилатеральной и контралатеральной сторонах мозга после фототромбоза. ROI 3 (p = 0,2) и ROI 4 (p = 0,4) не показали статистически значимых различий между ипсилатеральной и контралатеральной сторонами. *p < 0,05; **p < 0,01. Кредит: Advanced Science (2024). DOI: 10.1002/advs.202409361
Кроме того, команда разработала алгоритм, который неинвазивно наблюдает за гемоглобином и измеряет насыщение кислородом в каждом кровеносном сосуде в режиме реального времени, используя многоволновую фотоакустическую визуализацию в ближнем инфракрасном диапазоне. Это позволило команде точно контролировать не только ишемические поражения, но и коллатеральный кровоток и неоваскулярные изменения. Эти результаты оказались надежными по сравнению с существующими патологическими тканевыми тестами и показали, что новая система PACT может эффективно отслеживать процесс восстановления сосудов после инсульта.
Исследовательская группа POSTECH заявила: «Самым значимым результатом этого исследования является то, что теперь мы можем точно наблюдать изменения кровотока без использования контраста. Это обеспечит новые экспериментальные подходы не только для исследований лечения инсульта, но и для исследований различных неврологических и сосудистых заболеваний».