Nový zobrazovací nástroj měří vnitřní ušní tekutinu k posouzení ztráty sluchu

Optická koherenční tomografie (OCT), nástroj běžně používaný k diagnostice a plánování léčby onemocnění očí, byla nyní upravena tak, aby shromažďovala obrazy vnitřního ucha. Studie důkazů o konceptu vedená vědci na Keck School of Medicine v USC zjistila, že OCT zobrazování může měřit hladiny tekutin ve vnitřním uchu, což koreluje s stupněm ztráty sluchu pacienta. Zjištění byla právě zveřejněna v Vědecká translační medicína.

Tato zjištění jsou vzrušující, protože ztráta sluchu se může stát velmi najednou a často nevíme proč. OCT nabízí způsob, jak prozkoumat základní příčinu a potenciálně vést léčbu. “

John Oghalai, MD, vedoucí autor, profesor a předseda na oddělení otolaryngologie v Caruso – chirurgie hlavy a krku a židle Leon J. Tiber a David S. Alpert v medicíně na Keck School of Medicine

Náhlá ztráta sluchu, někdy doprovázená Vertigo, dochází u Ménièreovy choroby, kochleárních hydropsů a dalších ušních podmínkách. Jedním charakteristickým znakem těchto nemocí je nerovnováha tekutin ve vnitřním uchu, ale měření rovnováhy tekutin je výzvou. Nejlepší dostupná technologie, zobrazování magnetické rezonance (MRI), postrádá rozlišení potřebné k spolehlivé diagnostice nebo vedení léčby.

OCT nabízí rychlejší, přesnější a levnější způsob, jak vidět vnitřní ušní tekutiny, vlasové buňky a další struktury relevantní pro diagnostiku a léčbu ztráty sluchu. S financováním z USC a Národních institutů zdraví, Oghalai, Brian Applegate, PhD, profesor otolaryngologie – chirurgie hlavy a krku a oftalmologie na lékařské fakultě a biomedicínského inženýrství a elektrické a počítačové inženýrství na USC Viterbi School of Inženýrství a týmové testované v 19 letech pod nimi v roce 19 pacientů. Zjistili, že OCT může spolehlivě detekovat nerovnováhu tekutin ve vnitřním uchu, což korelovalo se závažností ztráty sluchu pacienta. Přestože je tento nástroj v současné době omezen na použití během chirurgického zákroku, vědci se snaží jeho přizpůsobit aplikaci na klinice.

Nejnovější zjištění staví na dřívější práci týmu, kde poprvé používali OCT ke sběru obrázků Cochlea v Awake Animals. Se zlepšením by tento nástroj mohl pomoci klinickým lékařům rychleji najít příčinu ztráty sluchu, určit, jak s ním zacházet, a dokonce podpořit úsilí o rozvoj nových terapií na obnovení slyšení, řekl Oghalai.

Měření rovnováhy tekutin

OCT používá světelné vlny ke skenování tkáně a vytváření 3D obrázků, podobně jako ultrazvuk produkuje obrázky pomocí zvukových vln.

Tým Keck School of Medicine použil nástroj ke skenování vnitřních uší 19 pacientů podstupujících chirurgii uší. Šest pacientů mělo normální funkci vnitřního ucha, čtyři měly Ménièreovu chorobu a devět mělo vestibulární schwannom (benigní nádor na nervu, který spojuje vnitřní ucho s mozkem). Během chirurgického zákroku byla dočasně odstraněna silná vnější kost známá jako mastoid, což umožňuje vědcům používat OCT ke sběru obrazů tekutých kompartmentů ve vnitřním uchu.

OCT obrazy ukázaly, že pacienti s Ménièreovou chorobou nebo vestibulárním schwannomem měli vyšší hladiny tekutiny zvané endolymfa, ve srovnání s pacienty s normální funkcí vnitřního ucha. Zvýšené hladiny endolymfy byly spojeny s větší ztrátou sluchu, což naznačuje, že měření těchto hladin tekutin by mohlo pomoci předpovídat závažnost symptomů.

„Věděli jsme po dlouhou dobu, že endolymfy souvisí se ztrátou sluchu, ale až dosud, měření u živého pacienta bylo hlavní výzvou,“ řekl Oghalai.

Rychlejší způsob, jak pomoci

OCT může pomoci chirurgům, a to i tak, že pomáhá zabránit poškození jemných ušních struktur a rozlišovat mozkové nádory od zdravé tkáně. Za tímto účelem vědci pracují na vývoji menší a dostupnější verze nástroje, který plánují distribuovat a testovat s chirurgy.

OCT však může přínosem pro mnoho dalších lidí, pokud může být použit ke shromažďování obrazů vnitřního ucha, zatímco pacienti jsou na klinice vzhůru. K dosažení tohoto cíle obdrželi Oghalai, Applegate a jejich tým federální financování a Nemirovsky Engineering and Medicine Opportunity (NEMO) od USC. Nyní pracují na zlepšení technik softwaru a zpracování obrazu, aby získali jasné obrazy od pacientů bez odstranění mastoidní kosti.

OCT může nabídnout velké výhody oproti MRI, protože je levnější, rychlejší a může být provedeno zády k sobě, aby se testovala účinnost léčby. Například poskytovatel by mohl sbírat obrázek, dát léčbu léčby pro nerovnováhu tekutin a poté pořídit další obrázek o 30 minut později.

„Symptomy pacientů se snížením ztráty sluchu, tlak v uchu nebo závratě mohou být ovlivněny mnoha nesouvisejícími faktory, jako je nálada, stres, nosní přetížení a alergie. Hladiny vnitřního ucha však spolehlivě posoudí, co se děje uvnitř vnitřního ucha,“ řekl Oghalai. „Máme k dispozici spoustu možností léčby, ale často to trvá mnoho týdnů, než zjistíte, co funguje pro daného pacienta. Může to být rychlejší způsob, jak pomoci.“

Pokud lze OCT použít mimo operační sál, může také podpořit vývoj nových léčebných postupů pro ztrátu sluchu. Několik genových terapií, jejichž cílem je regenerovat ztracené vlasové buňky ve vnitřním uchu, je v současné době v klinických studiích. OCT může poskytnout rychlý a přesný způsob, jak otestovat účinnost takových terapií shromažďováním obrazů vlasových buněk, jak rostou.

„OCT pomohl vědcům vyvinout léčbu onemocnění sítnice, včetně makulární degenerace, takže doufáme, že to může mít podobný dopad na ztrátu sluchu,“ řekl Oghalai.

O tomto výzkumu

Kromě Oghalai a Applegate jsou dalšími autory studie Wihan Kim, Dorothy W. Pan, Bong Jik Kim, Zihan Yang, Marcela Moran Mojica, Joni K. Doherty a Seiji B. Shibata z Caruso Department of Otolaryngology – Keck School of Medicine of Uscc.

Tato práce byla podporována Národním institutem pro hluchotu a další komunikační poruchy Národních zdravotnických ústavů (R01DC022232, R25DC019700); Národní institut pro biomedicínské zobrazování a bioinženýrství Národních zdravotnických ústavů (R01EB027113); a University of Southern California Nemirovsky Engineering and Medicine Opportunity (NEMO).