Nat Levi, Texas Universiteti, Ostin

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Biotibbi mühəndislik professoru Endryu Dann və beyin qan axını monitorinq texnologiyasını inkişaf etdirdikləri laboratoriyada doktoranturadan sonrakı tələbə Henqfa Lu. Mənbə: Texas Universiteti, Ostin

Neyrocərrahiyyə zamanı beynin qan axınının izlənməsi əməliyyatın ən vacib və çətin hissələrindən biridir. Qısa bir fasilə daimi zədələnmə ilə tam sağalma arasında fərq yarada bilər, lakin cərrahi sahədə qan axınını izləmək çətindir.

İndi Ostindəki Texas Universitetinin tədqiqatçıları standart kamera avadanlığı ilə qan axınını izləmək üçün yeni bir yol hazırlayıblar. Sinusoidal intensivlik modulyasiyası ləkə görüntüləməsi (SIMSI) adlanan metod, qan axınını qeyri-invaziv şəkildə, geniş baxış sahəsində və yüksək sürətli kameralar olmadan görüntüləmək üçün dinamik işığın səpələnməsi fizikasından istifadə edir. Məqalə ” Proceedings of the National Academy of Sciences” jurnalında dərc olunub .

Qan axınının izlənməsi üçün yeni bir yanaşma

“Bu, uzun müddətdir ki, sahədə fundamental bir çətinlik olub”, – deyə laboratoriyası tapıntını dərc edən Kokrell Mühəndislik Məktəbinin Biotibbi Mühəndislik Bölməsinin professoru Endryu Dann bildirib. “SIMSI bizə klinikada istifadə etmək üçün kifayət qədər sürətli və praktik olan bir texnikadan kəmiyyət, fiziki cəhətdən mənalı rəqəmlər əldə etmək üçün bir yol təqdim edir.”

Neyrocərrahiyyə ilə yanaşı, bu texnologiya ürək əməliyyatı zamanı monitorinqi yaxşılaşdıra, rekonstruktiv prosedurlarda toxumaların canlılığını qiymətləndirməyə, insult müalicəsində müalicə qərarlarına istiqamət verə və demensiyadan tutmuş travmatik beyin zədələnməsinə qədər müxtəlif vəziyyətlərin araşdırılmasını dəstəkləyə bilər.

Əvvəlki ləkə görüntüləmə işlərinə əsaslanaraq

Bu tədqiqat, qan axınını təsvir etmək üçün biotibbi tədqiqatlarda geniş istifadə edilən lazer ləkə kontrast görüntüləmə (LSCI) adlanan bir texnikaya əsaslanır . Lazer işığı toxuma işıqlandırdıqda, qırmızı qan hüceyrələrinin hərəkəti, hüceyrələrin hərəkət sürətinə mütənasib olaraq, yaranan lazer ləkə naxışının, dənəvər, parıldayan bir görüntünün bulanıqlaşmasına səbəb olur. Tədqiqatçılar bulanıqlığı təhlil edərək, toxuma toxunmadan və ya boyalar vurmadan eyni vaxtda bütün bir görmə sahəsində qan axını xəritələşdirə bilərlər.

Lakin, ənənəvi LSCI yalnız nisbi ölçmələr təmin edir. O, axının artdığını və ya azaldığını müəyyən edə bilər, lakin mütləq qan axınının nə qədər və ya nə qədər olduğunu dəqiq müəyyən edə bilməz.

SIMSI axını necə kəmiyyətləşdirir

SIMSI, lazer işıqlandırmasına dəqiq modulyasiya əlavə etməklə, hər kamera ekspozisiyası daxilində idarə olunan tezlikdə sinusoidal şəkildə işıq intensivliyini dəyişdirməklə bu problemi həll edir. Görünən bu sadə əlavə, yeni görüntüləmə modeli ilə birlikdə, sürətli qan axını dinamikası haqqında məlumatları ləkəli görüntülərə kodlaşdırır və tədqiqatçılara yüksək sürətli kameralara etibar etmədən daha kəmiyyət və fiziki cəhətdən mənalı ölçmələr aparmağa imkan verir.

Nəticə, toxuma ilə təmas etmədən geniş bir görünüş sahəsində sürətli qan axını dinamikasının kəmiyyət xəritələrini yaradan kamera əsaslı bir sistemdir.

Standart kameralarla sürətli dinamika çəkmək

“Qan axını bir çox zaman aralığında dəyişə bilər, lakin qanın nə qədər sürətlə hərəkət etdiyini göstərən optik dalğalanmalar standart kameraların birbaşa nümunə götürməsi üçün çox vaxt çox sürətli olur”, – deyə SIMSI çərçivəsinin hazırlanmasına rəhbərlik edən Dunn-un Funksional Optik Görüntüləmə Laboratoriyasının doktoranturadan sonrakı əməkdaşı Hengfa Lu bildirib.

“Məruz qalma zamanı işıqlandırmanı qəsdən modulyasiya etməklə və yeni əldə edilmiş görüntüləmə modelindən istifadə etməklə, əks halda orta hesablanacaq sürətli qan axını dinamikasını bərpa edə bilərik. Bu, tədqiqatçılara laboratoriyada insultdan sağalmadan tutmuş nəticədə cərrahi qərar qəbuletməyə qədər toxumaların necə işlədiyini öyrənmək üçün daha kəmiyyət yolu verir.”

Erkən tədqiqatlardan klinik tərcüməyə qədər

Dann bu tədqiqat üzərində 25 ildir ki, işləyir və 2001-ci ildə beyin qan axınını görüntüləmək üçün lazer ləkəsinin ilk istifadəsinin sənədləşdirilməsinə qədər davam edir. O, bu texnologiyanı ilk dəfə 2010-cu ildə əməliyyat otağına tətbiq etdi. 2024-cü ildə Dann, SpeckleView cərrahi görüntüləmə platformasını Ostində yerləşən tibbi cihaz startapı Dynamic Light-a lisenziyalaşdırmaq üçün UT-nin Discovery to Impact kommersiyalaşdırma mərkəzi ilə əməkdaşlıq etdi.

Gələcəyə baxaraq, komanda SIMSI-ni sürətli, kəmiyyət qan axını görüntüləməsini daha əlçatan etmək üçün daha geniş səylərin bir hissəsi kimi görür. Mühəndislik işıqlandırmasını fizika əsaslı görüntüləmə modeli ilə birləşdirməklə, yanaşma standart kameralara uzun və işıqdan səmərəli istifadəni qoruyarkən sürətli dinamikanı çəkməyə imkan verir. Bu, insult tədqiqatları, beyin zədələnməsi, cərrahiyyə və qan axınının toxuma sağlamlığının erkən siqnalı olduğu digər sahələrdə yeni imkanlar aça bilər.

Nəşr detalları

Hengfa Lu və digərləri, İntensivlik modulyasiyası vasitəsilə uzun kamera ekspozisiyaları ilə sürətli toxuma dinamikasının xəritələşdirilməsi, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2524940123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas tibbi anlayışlar

beyin qan axınıİnsultTravmatik Beyin Zədələnməsi

Klinik kateqoriyalar

NevrologiyaTexas Universiteti tərəfindən təmin edilir (Ostin)