UH-professor udvikler billeddannelsessystem til at forbedre synet af hornhinden og fosterets hjerne

UH-professor udvikler billeddannelsessystem til at forbedre synet af hornhinden og fosterets hjerne

Under ledelse af Kirill Larin oplever højopløsnings optisk kohærenstomografi (OCT) et stort opsving. I løbet af de sidste 20 år har UH biomedicinsk ingeniørprofessor avanceret udvikling fra en enhed, der kun undersøger nethinden til en, der kan måle en utrolig bred vifte af indre organer, fra fosterhjertet til neuralrøret.

OLT kræver ikke biopsier; Der tages ingen invasive foranstaltninger. I stedet bruger billeddannelsesteknikken lysbølger til at fange tværsnitsbilleder og give 3D-billeder.

Og mens Larin har rykket grænserne for OCT's muligheder i mere end to årtier, er han lige begyndt.

Over 5 millioner dollars i nye investeringer i hans arbejde fik ham til at udvikle OCT for at se ind i fosterhjernen og vurdere, hvordan den påvirkes af moderens alkoholforbrug og rygning. Han bringer også teknologien ind i kliniske omgivelser for at diagnosticere og forebygge øjensygdomme.

Fosterhjernen – forhindrer og vender virkningerne af alkohol og nikotin

Selvom årsagen til medfødte hjernevækstabnormaliteter er kompleks, er prænatal alkohol/ethanol og nikotineksponering (PEE/PNE) kendt som faktorer, der fører til sådanne defekter. Hidtil har der været mangel på følsomme værktøjer i høj opløsning til at visualisere dynamiske ændringer i fosterets fysiologi.

Med en bevilling på 3,2 millioner dollars fra Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health & Human Development, vil Larin og hans team udvikle en ny følsom, højopløselig billeddannelsesplatform til in utero billeddannelse af fosterhjernen, der vil udfylde et betydeligt hul i udviklingsforståelsen af ​​fremkomsten af ​​hjernevækstmangel på grund af PEE/PNE.

Larin har tidligere rapporteret, at prænatal ethanoleksponering resulterer i et hurtigt og vedvarende fald i blodgennemstrømningen gennem den midterste cerebrale arterie og pial perineural vaskulær plexus, som leverer blod til fosterhjernen. Nu vil han udforske dette yderligere.

"Vi vil udvikle en ny billeddannelsesplatform, der kombinerer de komplementære fordele ved OCT og to-foton lysarkmikroskopi (2pLSM) til in utero billeddannelse af fosterhjernen. Værktøjerne vil tillade os - for første gang - at blive dynamiske." , tidsbestemt vurdering af kapillær permeabilitet og monocyt-progenitor-invasion,” sagde Larin.

"Disse undersøgelser vil også gøre os i stand til at begynde at evaluere effektiviteten af ​​nye farmakologiske interventionsstrategier, der sigter mod at forebygge eller vende virkningerne af alkohol, ethanol og nikotineksponering på fostre."

Indsigt i hornhinden

Med et tilskud på 2,9 millioner dollars fra National Eye Institute vil Larin tage OCT i en yderligere retning og udvikle en version af det, der nemt kan integreres i en læges praksis.

"Vi foreslår en ny metode til berøringsfri vurdering af hornhindens elastiske egenskaber. En sådan teknologi, kaldet hjerteslags optisk kohærenselastografi (hbOCE), kan revolutionere metoder til rutinemæssig hornhindeundersøgelse, give yderligere mekanisk information og retfærdiggøre hurtig klinisk tilpasning." " sagde Larin. "Vi vil udføre højhastigheds volumetriske fasefølsomme OCT-scanninger af hornhinden under flere faser af hjerteslag for at måle hornhindedeformationer og derfor biomekanik."

Nøjagtig måling af hornhindens biomekanik med høj rumlig opløsning vil ikke kun påvirke den kliniske fortolkning af diagnostiske tests, for eksempel ved at måle intraokulært tryk eller vurdere effekten af ​​lægemiddelbehandlinger, men også forudsige udviklingen af ​​posteriore øjensygdomme såsom glaukom. I øjeblikket er der ingen pålidelig metode til kvantitativt at måle hornhindens elasticitet in vivo og med høj opløsning.

Vores undersøgelser vil fremskynde overgangen af ​​okulær elastografi til klinikken, informere vores valg og brug af hornhindekirurgiske behandlinger og hjælpe os med at forstå de strukturelle konsekvenser af hornhindesygdom og sårheling."

Kirill Larin, UH professor i biomedicinsk teknik

Larin kalder sit arbejde "frontier technology", fordi han flytter grænserne for OLT og giver større indsigt i den menneskelige krop.

Kilde:

University of Houston

.