Nieinwazyjne obrazowanie stentów z wykorzystaniem światła i dźwięku

W nowym badaniu naukowcy po raz pierwszy wykazali, że mikroskopia fotoakustyczna pozwala na obrazowanie stentów przez skórę, oferując potencjalnie bezpieczniejszy i prostszy sposób monitorowania tych ratujących życie urządzeń. Każdego roku około 2 milionów osób w USA ma wszczepiany stent w celu poprawy przepływu krwi w zwężonych lub zablokowanych tętnicach.

„Monitorowanie stentów pod kątem takich problemów jak złamania czy niewłaściwe pozycjonowanie ma kluczowe znaczenie, jednak powszechnie stosowane techniki wymagają zabiegów inwazyjnych lub narażają pacjenta na promieniowanie,” powiedział współautor badania dr Myeongsu Seong z Xi’an Jiaotong-Liverpool University w Chinach. „To zainspirowało nas do przetestowania możliwości wykorzystania obrazowania fotoakustycznego do monitorowania stentów przez skórę.”

W czasopiśmie Optics Letters wydawanym przez Optica Publishing Group badacze wykazali, że mikroskopia fotoakustyczna może być stosowana do obrazowania stentów pokrytych skórą myszy w różnych klinicznie istotnych warunkach, w tym przy symulowanym uszkodzeniu i nagromadzeniu blaszki miażdżycowej.

„Choć nasze wyniki są wstępne, dalszy rozwój tej technologii może umożliwić częste, nieinwazyjne monitorowanie stanu stentów – bez potrzeby chirurgicznego dostępu lub ekspozycji na promieniowanie rentgenowskie,” dodał współautor badania dr Sung-Liang Chen z Shanghai Jiao Tong University. „Ułatwiłoby to i zwiększyło bezpieczeństwo opieki nad pacjentami ze stentami.”

Dźwięk jako narzędzie do obrazowania stentów

Obrazowanie fotoakustyczne to technika niewymagająca stosowania znaczników, która wykrywa fale dźwiękowe generowane w wyniku pochłaniania światła przez tkanki i uwalniania przez nie energii. Ponieważ dźwięk ulega mniejszemu rozproszeniu niż światło, metoda ta pozwala uzyskać obrazy o wyższej rozdzielczości na większych głębokościach niż metody czysto optyczne.

Chociaż wcześniejsze badania wykorzystywały obrazowanie fotoakustyczne za pomocą endoskopu do obrazowania stentów, to jednak nadal wymagało ono wykonania zabiegu. W nowym badaniu naukowcy zbadali, czy mikroskopia fotoakustyczna może umożliwić nieinwazyjne monitorowanie stentów przez skórę.

W tym celu zasymulowano różne scenariusze dotyczące stentów, takie jak złamania, kompresja i przesunięcia nakładających się stentów. Użyto również masła jako substytutu dla złogów blaszki miażdżycowej lub zakrzepów krwi. Wykorzystując mikroskopię fotoakustyczną przy długościach fali 670 nm i 1210 nm, udało się uzyskać obrazy tych stanów przez wyciętą skórę myszy.

„Jednym z najciekawszych wyników było to, że mogliśmy łatwo odróżnić masło, którego użyliśmy jako symulacji blaszki lipidowej, od samego stentu,” powiedział Seong. „Ponieważ blaszki i stenty pochłaniają światło w różny sposób, zastosowanie dwóch długości fali pozwoliło je rozróżnić.”

Dostosowanie do głębokości

Zdaniem autorów, mikroskopia fotoakustyczna mogłaby potencjalnie posłużyć do obrazowania stentów w miejscach dostępu naczyniowego u pacjentów dializowanych, które znajdują się tuż pod skórą. W przypadku stentów umieszczonych głębiej, np. w tętnicy szyjnej, bardziej odpowiednia może być tomografia fotoakustyczna.

Zanim jednak obrazowanie fotoakustyczne będzie mogło być wykorzystywane klinicznie do nieinwazyjnego monitorowania stentów, konieczne będzie przeprowadzenie badań na zwierzętach in vivo oraz wstępnych prób klinicznych. Konieczna będzie także optymalizacja systemu dla różnych lokalizacji anatomicznych.

Źródło: Optics Letters, „Photoacoustic microscopy for visualization of stents in multiple scenarios”
DOI: 10.1364/OL.564778