1 жовтня, 2024
Новий ручний сканер створює 3D-зображення кровоносних судин за лічені секунди
Новий ручний сканер, розроблений дослідниками Університетського коледжу Лондона, може генерувати високоточні 3D-фотоакустичні зображення всього за кілька секунд. Винахід прокладає шлях для його активного використання у клінічних умовах та створює потенціал для ранньої діагностики захворювань. У дослідженні, опублікованому в Nature Biomedical Engineering, команда вчених показала, що їхня технологія може створювати точні зображення кровоносних судин за допомогою фотоакустичної томографії (ФАТ). ФАТ використовує генеровані лазером ультразвукові хвилі для візуалізації мінімальних змін (ранній маркер захворювання) у венах і артеріях розміром менше міліметра на глибину до 15 мм у тканинах людини.
Перші кроки у розробленні фотоакустичної томографії для медичної візуалізації було виконано у 2000 році, але витоки техніки сягають 1880 року. Саме тоді колишній студент Університетського коледжу Лондона Александр Грем Белл, щойно винайшовши телефон, спостерігав перетворення сонячного світла на чутний звук. На відміну від попередніх сканерів ФАТ, які вимірювали ультразвукові хвилі у понад 10 000 різних точках поверхні тканини по одній, новий сканер виявляє їх у кількох точках одночасно, значно скорочуючи час отримання зображення.
Дотепер технологія ФАТ була надто повільною для створення достатньо якісних 3D-зображень для використання клініцистами. Під час сканування пацієнти повинні бути повністю нерухомими, тобто будь-які рухи під час процедури можуть призвести до розмитості зображень і, отже, не гарантують клінічно корисних даних. Старішим сканерам ФАТ потрібно було більше п’яти хвилин для отримання зображення. Дослідники зазначають, що новий сканер може допомогти діагностувати рак, серцево-судинні захворювання та артрит уже через кілька років за умови подальшого тестування.
Ключовим потенційним застосуванням нового сканера є оцінка артриту, що вимагає сканування всіх 20 суглобів пальців обох рук – із винаходом це можна зробити за кілька хвилин. Під час експериментів випробували сканер на 10 пацієнтах із діабетом 2 типу, ревматоїдним артритом, раком молочної залози, а також на 7 здорових добровольцях. У 2 пацієнтів із цукровим діабетом сканер зміг створити детальні 3D-зображення мікроциркуляторного русла стоп, підкресливши деформації та структурні зміни в судинах. Також винахід був використаний для візуалізації запалення шкіри, пов’язаного з раком.
Джерело: https://www.nature.com/articles/s41551-024-01247-x