С нова технология за лазерно изобразяване учените могат ефективно да определят дали донорските сърца са подходящи за трансплантация

Надяваме се, че нова техника за лазерно изобразяване ще определи кои донорски сърца са подходящи за трансплантация и кои ще доведат до лоши резултати, установи наскоро група френски изследователи. Рядко не изисква коронарна ангиография или използване на контрастни вещества, които могат да увредят трансплантираното сърце. Предварителните констатации са публикувани в изданието от април 2023 г. на Journal of Biomedical Optics (JBO).
С новата технология за лазерно изобразяване учените могат ефективно да определят годността на сърцето на донора за трансплантация
Лазерно разпръснато изображение позволява визуализиране на съдови детайли на биещи донорски трансплантирани сърца за in vitro оценка на жизнеспособността (кредит на изображението: Plyer et al. изследователи, JBO)
Въз основа на предишен опит, тежката коронарна артериална болест (CAD) е ключов фактор за това дали първичната недостатъчност на присадката и ранна смърт ще настъпят след сърдечна трансплантация. И тъй като критериите за популацията на донорите се разширяват, значението на сърдечния скрининг преди разпределяне на сърдечна трансплантация става все по-важно. С дългия списък на чакащите за сърдечна трансплантация има спешна нужда да се намерят начини за скрининг на донорски сърца (донорски сърца), за да се определи тяхната жизнеспособност и потенциални усложнения.
Въпреки това, инвазивната коронарна ангиография, която понастоящем се счита за "златен стандарт" за оценка на донорското сърце, всъщност се извършва само при около една трета от донорските сърца. Изследванията за перфузия ex vivo (ESHP) могат да бъдат извършени, след като сърцето на донора е било отстранено от донора и контрастът, използван в този метод, причинява дегенерация на сърцето.
Поради това изследователите са търсили по-оптимален метод за по-добро запазване на сърцето.
Гореспоменатият френски екип наскоро изследва безконтактна техника за изображения, базирана на лазерно разсейване, която може да оцени структурата и функцията на кръвоносните съдове на сърцето без необходимост от контраст. Изследователите създадоха техниката за ортогонално контрастно изображение с лазерно разсейване (LSOCI) за селективно откриване на множествено разсейване на подвижни червени кръвни клетки. Лазерът се фокусира върху сърцето на донора и обратно разсеяната светлина от движещите се частици може да се наблюдава с камерата, което създава ефект на замъгляване, който може да се използва като контраст между кръвоносните съдове и околната тъкан.
Като оптична техника с пълно поле, LSOCI позволява създаването на изображения с висока разделителна способност на цялата сърдечна периферна васкулатура с възможности за изображения в реално време. Професор Елизе Колин от университета в Париж Сакле, Франция, обясни в изявление на Международното общество за оптика и фотоника (SPIE), „Оптичната техника позволява изображения с висока разделителна способност на цялата периферна съдова система на сърцето в реално време. "
За да потвърдят този подход, изследователите разработиха клиничен модел за изследване на коронарната циркулация на сърцето на донора преди трансплантацията. След това те монтираха лазер и камера върху шарнирно рамо, фиксирано над перфузионен модул (съдържащ сърцето на донора), за да генерират и анализират бързо променящ се модел на петна.
За да преодолеят предизвикателствата на проследяването на съдовата система, дължаща се на биещото сърце, изследователите допълнително оптимизираха метод, наречен "многоциклично подобрено съотношение сигнал-шум" (MPE-SNR). С течение на времето те направиха серия от изображения и изградиха рамка за изобразяване на съдовата система на подобни места в сърцето. След това всяко изображение в поредицата беше оптимизирано чрез използване на други изображения, намаляване на шума и подобряване на детайлите.
Оптимизираните изображения представят съдовата система в различни моменти от време. Използвайки поредица от такива изображения, изследователите визуализираха съдови системи с размер до 100 микрона за секунди и точно показаха кръвообращението. В бъдеще се надяваме, че тази техника ще бъде използвана за идентифициране на аномалии на миокардната перфузия, както и за характеризиране на подлежащото сърдечно заболяване (напр. коронарна артериална болест).