18 січня, 2024
Надшвидкий ультразвук: перше успішне безконтрастне зображення складної структури нирок
Дослідницька група POSTECH (Науково-технічний університет Поханг) вивчала захворювання нирок за допомогою надшвидкого ультразвуку, який фіксує 1000 зображень за одну секунду. За допомогою нової технології науковці досягли тривимірного зображення мікроциркуляторного русла нирок. Використовуючи таку техніку, можна візуалізувати всю кровоносну систему нирки без будь-яких контрастних речовин. Враховуючи прямий зв’язок між кровопостачанням нирок та їх фільтраційною функцією, візуалізація мікросудин може бути ключовим показником як для запобігання, так і для відновлення згодом ниркової недостатності.
Сучасні медичні методи візуалізації, такі як КТ і МРТ, мають обмеження в захопленні тонких судинних структур через лімітування роздільної здатності та чутливості. Крім того, використання контрастних речовин у цих методах звужено через небезпечні побічні ефекти в пацієнтів із захворюваннями нирок. Навпаки, ультразвукова візуалізація, яка вважається достатньо безпечною для спостереження, використовує ефект Доплера для вимірювання швидкості та напрямку кровотоку в реальному часі без необхідності контрастних речовин.
Поточна швидкість візуалізації також обмежена у захопленні тонких кровоносних судин із достатньою чутливістю. Дослідницька група підвищила мікросудинну чутливість завдяки застосуванню надшвидкого сканування із фіксуванням 1000 кадрів на секунду, що у 100 разів перевищує швидкість звичайного ультразвукового дослідження. Технологія використовує високу частоту ультразвуку (18 МГц) і надвисоку частоту кадрів (1 кГц на зріз) для сканування всього об’єму нирки. Із цією технікою біологи вперше у світі зробили зображення всієї тривимірної судинної мережі ниркової артерії, вени та міждолькових артерій і вен товщиною 167 мкм у корі нирки без необхідності застосування контрастної речовини.
Крім того, безперервно спостерігали за змінами ниркових судин на тваринній моделі, спричиненими нирковою недостатністю, виконуючи багатофакторний аналіз із використанням гемодинамічних і судинних морфологічних показників. Результати показали різке зниження ниркового кровотоку при гострій нирковій недостатності, тоді як у разі діабетичної нефропатії виявлено хронічну васкулярну дегенерацію, що супроводжується судинним спотворенням. Ця система дозволяє лікарям зрозуміти патофізіологію захворювань, що призводять до ниркової недостатності, а також дає змогу спостерігати судинні зміни до та після трансплантації нирки. Технологія має значний потенціал для вивчення кровообігу та функціональних порушень у різних органах травної, кровоносної і нервової систем.
Джерело: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202303966