Сердечно-сосудистые заболевания, такие как сердечные приступы, часто являются результатом ограничения притока крови к сердечной мышце. Симптомы диабета также могут быть связаны с повреждением кровеносных сосудов, в то время как опухоли часто способствуют развитию новых кровеносных сосудов для снабжения их питательными веществами. Кроме того, кровоток является важным физиологическим параметром для оценки функционирования мозга и его здоровья.
Новый метод фотоакустической векторной томографии pulsed arterial velocity tracing (PAVT), разработанный Калифорнийским технологическим институтом, позволяет получать новаторскую неинвазивную визуализацию глубоких кровеносных сосудов и обеспечивает детальный анализ динамики кровотока, что имеет решающее значение для понимания различных состояний здоровья и связанных с ними методов лечения.
Из-за глубины и расположения этих сосудов традиционные методы их обследования могут быть сложными и требовать хирургического вмешательства. Однако с помощью PAVT врачи теперь могут получить ценную информацию об этих структурах без необходимости проведения инвазивных процедур. Этот прогресс в области медицинских технологий потенциально может произвести революцию в диагностике и лечении широкого спектра сердечно-сосудистых и других заболеваний. Новое исследование, проведенное в лаборатории профессора Лихонга Вана из департамента медицинской инженерии и электротехники Калифорнийского технологического института, позволяет неинвазивно визуализировать глубокие кровеносные сосуды и даже кровь, текущую по этим сосудам у человека.
Ван и его команда описали эту инновационную технологию визуализации, которую они называют фотоакустической векторной томографией (PAVT), в статье, опубликованной в журнале Nature Biomedical Engineering. PAVT во многом схож с другими методами фотоакустической визуализации, разработанными лабораторией Вана метод визуализации используют лазерный луч, поглощаемый гемоглобином. Энергия, которую молекулы гемоглобина поглощают от лазера, заставляет их колебаться на ультразвуковых частотах. Эти вибрации распространяются по тканям до тех пор, пока не достигнут поверхности кожи, где они регистрируются датчиками, подключенными к компьютеру.
Затем компьютер генерирует изображение структур в ткани, в данном случае кровеносных сосудов. Новый подход позволяет визуализировать кровоток глубже в человеческом теле, чем это было возможно ранее, и впервые выявляет не только наличие кровеносных сосудов, но и их насыщение кислородом, состояние и направление кровотока по этим сосудам. Алгоритм, интегрированный в систему, отслеживает движение и вычисляет скорость и направление потока. Это похоже на то, как Google определяет уровень трафика на шоссе, анализируя скорость мобильных устройств в определенном районе.
.
Отличительным аспектом этой работы является объедение инженерии и физиологии, что позволило преодолеть проблему, которую ранее считали непреодолимой в этой области.