Ultrazvuková sonda dokáže zobrazit celý orgán ve 4D

Týmu výzkumníků společnosti Inserm z Physics for Medicine Institute (Inserm/ESPCI Paris-PSL/CNRS) se poprvé podařilo zmapovat průtok krve celým orgánem u zvířat (srdce, ledviny a játra) s velkou přesností ve čtyřech rozměrech: 3D a čas. Tato nová zobrazovací technika by při aplikaci na lidi mohla zlepšit naše chápání oběhového systému (žily, tepny, cévy a lymfatický systém) a usnadnit diagnostiku určitých onemocnění souvisejících s krevním oběhem.

Tyto výsledky jsou zveřejněny v Příroda komunikace.

Mikrocirkulace krve je a komplexní síť který transportuje krev do tkání a orgánů přes drobné krevní cévy. Když tento mechanismus funguje správně, buňky dostávají kyslík a živiny, které potřebují, aby zůstaly zdravé, zatímco metabolické odpadní produkty jsou účinně odstraňovány.

Jakákoli změna v této síti, ať už strukturální nebo funkční, může mít vážné klinické důsledky, včetně selhání srdce, selhání ledvin a různá chronická onemocnění. V současnosti však neexistuje žádná zobrazovací metoda, která by dokázala zobrazit mikrocirkulaci a posoudit integritu celého oběhového systému, od velkých tepen až po nejjemnější arterioly, na úrovni celého orgánu.

S ohledem na tento problém vyvinul výzkumný tým Physics for Medicine Institute (Inserm/ESPCI Paris-PSL/CNRS) první nástroj schopný produkovat tyto snímky. Jde o nový typ ultrazvukové sondy, který byl vyvinut jako součást diplomové práce Nabila Haidoura pod dohledem Clémenta Papadacciho (výzkumného pracovníka společnosti Inserm).

Pomocí této technologie byli vědci schopni zmapovat vaskularizaci a kvantifikovat dynamiku krevního toku tří základních orgánů – srdce, ledviny a játra – na zvířecích modelech srovnatelné velikosti s lidmi, všechny s bezprecedentním rozlišením obrazu.

Neinvazivní přístroj umožnil rozlišit mikrocirkulaci i v těch nejjemnějších cévách (méně než 100 mikrometrů). V případě jater bylo možné identifikovat a odlišit jejich tři krevní sítě (arteriální, žilní a portální) díky jejich hemodynamickému podpisu.

„Originálnost těchto výsledků spočívá ve skutečnosti, že tyto snímky nám umožňují vizualizovat cévy celého orgánu ve velmi malých měřítcích (méně než 100 mikrometrů) – toto rozlišení 4D obrazu je bezprecedentní, stejně jako schopnost pozorovat celý velký orgán a jeho dynamiku proudění,“ vysvětluje Clément Papadacci, výzkumník Inserm a poslední autor studie.

Tato technologie bude nyní testována na lidech v rámci klinické studie. Vývoj umožňující nasazení u lidí probíhá s pomocí Technologického výzkumného akcelerátoru pro biomedicínský ultrazvuk, vytvořeného společností Inserm a integrovaného do Institutu fyziky pro lékařství.

„Sonda může být připojena k malému přenosnému zařízení, což by umožnilo její integraci do lékařské praxe,“ vysvětluje Papadacci.

„Použito v klinická nastavenítato nová technologie by se mohla stát hlavním nástrojem pro lepší pochopení vaskulární dynamiky jako celku, od největších cév až po prekapilární arterioly. Mohlo by to také pomoci urychlit diagnostiku poruch mikrocirkulace a sledování léčby u malých dětí plavidlo onemocnění, která jsou složitá na diagnostiku a jsou diagnostikována vyloučením jiných patologií,“ uzavírá Papadacci.