Два катетера для визуализации объединяются для лучшего обнаружения опасных бляшек в артериях

Болезни сердца — основная причина смерти во всем мире. Большинство случаев смерти от сердечных заболеваний вызвано разрывом бляшки, выстилающей артерию; выявление уязвимых бляшек может помочь в создании более целенаправленного и эффективного лечения. Один из видов налета, который несет наибольший риск, — это фиброатерома с тонким колпачком (TCFA). TCFAs восприимчивы к разрыву, потому что они содержат большое некротическое ядро, заполненное липидами и мертвыми клетками, а область, окружающая ядро ​​(фиброзный колпачок), истончилась.

Существующие методы визуализации бляшек включают внутрисосудистое ультразвуковое исследование (ВСУЗИ) и оптическую когерентную томографию (ОКТ), но ни один из них не дает врачам полной картины. ВСУЗИ позволяет получить изображение глубоко в сосуде, выявляя размер некротического ядра, но не имеет разрешения для определения тонких фиброзных крышек. OCT, с другой стороны, дает отличную детализацию крышек, но не может показать более глубокие структуры.В работе, опубликованной в выпуске Scientific Reports от 18 декабря 2015 г., подробно описывается гибридный подход, который объединяет ВСУЗИ и ОКТ, обеспечивая как глубину визуализации, так и разрешение, необходимые для идентификации TCFA.

Исследование было проведено на кроликах и тканях человека исследователями из Калифорнийского университета в Ирвине (UCI) и Университета Южной Калифорнии (USC) в Лос-Анджелесе, Калифорния. Исследование проводится при поддержке NIBIB и Национального института сердца, легких и крови (NHLBI), которые входят в состав Национальных институтов здоровья.

«Комбинированная оптико-ультразвуковая система — многообещающий и мощный инструмент для выявления уязвимых бляшек», — сказал Бехруз Шабестари, доктор философии, директор программы NIBIB в области оптических изображений и спектроскопии. «Система может повысить точность обнаружения и диагностики уязвимых бляшек и позволит улучшить варианты лечения».Два центра предоставили дополнительные знания: команда UCI специализируется на OCT, а группа USC — на ВСУЗИ. «Преимущество финансирования центра в том, что у нас есть гибкость», — сказал Кирк Шунг, доктор философии, профессор биомедицинской инженерии в USC и один из авторов статьи. «Нам пришла в голову идея, и поскольку у нас есть финансирование, это позволило нам немедленно начать совместную работу».

До сих пор сочетание этих двух методов не позволяли как технические проблемы, так и соображения безопасности. У каждой технологии своя оптимальная скорость изображения; IVUS занимает около 30 кадров в секунду, тогда как OCT использует скорость более 100 кадров в секунду.Увеличение скорости ВСУЗИ приводит к ухудшению качества изображения, а замедление ОКТ увеличивает время процедуры, увеличивая риск как побочных эффектов от используемых средств визуализации, так и ложного диагноза из-за спазма катетера.

Предыдущая попытка группы объединить эти два использовала 20 кадров в секунду, но была оставлена ​​из-за длительного времени процедуры. В качестве альтернативы, выполнение одной процедуры за другой потребует двух отдельных катетеров и будет стоить намного дороже.На этот раз прорыв стал результатом многих технических достижений, включая индивидуальный катетер, улучшенный ультразвуковой преобразователь и более быстрый графический процессор. Результатом стала гибридная система визуализации ВСУЗИ-ОКТ, которая могла делать снимки со скоростью 72 кадра в секунду.

Хотя изначально было небольшое снижение качества изображения ВСУЗИ, оно было компенсировано повышенной чувствительностью датчика. Гибридная система может визуализировать 7 сантиметров артерии за 4 секунды.Новая система была впервые протестирована на здоровых кроликах и кроликах с образованием бляшек (атеросклероз) и доказала, что механика сверхбыстрой системы работает хорошо и что бляшки можно четко охарактеризовать по полученным изображениям.

Затем команда использовала гибридный подход для визуализации бляшек в тканях человека, полученных из трупов. После визуализации ВСУЗИ-ОКТ ткань нарезали и окрашивали для подтверждения местоположения бляшек TCFA.

Два врача независимо друг от друга оценивали изображения только на ВСУЗИ, только на ОКТ или на изображениях ВСУЗИ-ОКТ вместе. Хотя они не смогли идентифицировать TCFA с помощью только ВСУЗИ или только ОКТ, врачи сделали точную классификацию этих бляшек, когда изображения ВСУЗИ и ОКТ оценивались вместе.«Техника также может быть использована для визуализации других структур и поражений, таких как кальциноз», — отметил Шунг.

У большинства людей старше 60 лет в основных артериях есть отложения минерала кальция, который со временем снижает эластичность сосудов и является фактором сердечных заболеваний.«Эта работа позволила преодолеть многие проблемы одновременного проведения ВСУЗИ и ОКТ», — сказал Чжунпин Чен, доктор философии, профессор биомедицинской инженерии Калифорнийского университета и старший автор статьи. «Когда вы используете один катетер, вам не нужно беспокоиться о сопоставлении двух изображений, что позволяет врачам одновременно просматривать одновременно зарегистрированные ультразвуковые и ОКТ-изображения в режиме реального времени. Это упростит и повысит точность идентификации бляшек, что позволит лучшие решения по лечению ".


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *