Новая технология позволяет заглянуть внутрь капилляров

Полина Агеева – 28 января 2019

Ученые из Северо-Западного университета разработали инструмент, способный просканировать крошечные капилляры.

Исследователи и врачи уже давно могут заглядывать внутрь крупных вен и артерий с помощью ультразвукового доплера, который использует высокочастотные звуковые волны для измерения кровотока. Но это не дает полной картины системы кровообращения. В отличие от вен и артерий, капилляры ответственны за кислородный обмен или доставку кислорода к органам и тканям по всему телу, одновременно отталкивая углекислый газ. Низкое содержание кислорода в крови может вызвать головные боли или сердечную недостаточность. Исследователям было трудно заглянуть внутрь капилляров из-за микроскопических размеров сосудов – один капилляр имеет диаметр всего 5-10 микрон.

Команда Северо-Западного университета разработала новый инструмент, который отображает кровоток через эти крошечные сосуды, давая представление об этой центральной части кровеносной системы человека. Метод трехмерной визуализации – спектрально-контрастная оптическая когерентно-томографическая ангиография (SC-OCTA), позволяет обнаруживать едва заметные изменения в капиллярной организации для ранней диагностики заболевания. Статья об их технологии была опубликована в журнале Light: Science and Applications.

«SC-OCTA является ценным диагностическим инструментом, с ним мы можем обнаружить изменения в организации капилляров, которые проявляется в различных состояниях, от рака до сердечно-сосудистых заболеваний. Раннее обнаружение этих заболеваний может спасти жизни», – говорят авторы технологии.

SC-OCTA работает, комбинируя спектроскопию с обычной оптической когерентной томографией (ОКТ), которая похожа на ультразвук, за исключением того, что вместо звуковых волн используются световые волны. Как радар, ОКТ точно определяет интересующую ткань, а затем ее характеризует спектроскопия.

SC-OCTA имеет много преимуществ по сравнению с традиционной визуализацией: он не полагается на впрыскиваемые красители для контрастного или вредного излучения. Многие типы изображений также работают, только если область интереса движется (например, ультразвук может отображать кровь только тогда, когда она течет) или полностью неподвижна. SC-OCTA может сделать четкую картину в обоих случаях, что позволяет ему отображать и застойную кровь, и движущиеся органы.

Единственное ограничение новой технологии заключается в том, что изображение не может быть глубже 1 миллиметра. Это может показаться поверхностным по сравнению с ультразвуком, который можно увидеть на несколько сантиметров ниже поверхности. Один из авторов исследования, Бэкман предположил, что это можно исправить, положив инструмент на конец эндоскопического зонда – вставив его в корпус, инструмент может изобразить органы вблизи. Сейчас лаборатория этим занимается.