Ο καθηγητής UH αναπτύσσει σύστημα απεικόνισης για τη βελτίωση της προβολής του κερατοειδούς και του εγκεφάλου του εμβρύου

Ο καθηγητής UH αναπτύσσει σύστημα απεικόνισης για τη βελτίωση της προβολής του κερατοειδούς και του εγκεφάλου του εμβρύου

Υπό την ηγεσία του Kirill Larin, η οπτική τομογραφία συνοχής υψηλής ανάλυσης (OCT) γνωρίζει μεγάλη άνοδο. Τα τελευταία 20 χρόνια, ο καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής του UH έχει προχωρήσει στην ανάπτυξη από μια συσκευή που εξετάζει μόνο τον αμφιβληστροειδή σε μια συσκευή που μπορεί να μετρήσει μια απίστευτα μεγάλη ποικιλία εσωτερικών οργάνων, από την εμβρυϊκή καρδιά έως τον νευρικό σωλήνα.

Η OCT δεν απαιτεί βιοψίες. Δεν λαμβάνονται επεμβατικά μέτρα. Αντίθετα, η τεχνική απεικόνισης χρησιμοποιεί φωτεινά κύματα για τη λήψη εικόνων διατομής και την παροχή τρισδιάστατων εικόνων.

Και ενώ ο Larin έχει πιέσει τα όρια των δυνατοτήτων του OCT για περισσότερες από δύο δεκαετίες, μόλις ξεκινάει.

Πάνω από 5 εκατομμύρια δολάρια σε νέα επένδυση στο έργο του τον οδήγησαν να αναπτύξει το OCT για να κοιτάξει μέσα στον εμβρυϊκό εγκέφαλο και να αξιολογήσει πώς επηρεάζεται από την κατανάλωση αλκοόλ και το κάπνισμα από τη μητέρα. Φέρνει επίσης την τεχνολογία σε κλινικές ρυθμίσεις για τη διάγνωση και την πρόληψη των οφθαλμικών ασθενειών.

Ο εμβρυϊκός εγκέφαλος – προλαμβάνει και αναστρέφει τις επιδράσεις του αλκοόλ και της νικοτίνης

Αν και η αιτία των συγγενών ανωμαλιών της ανάπτυξης του εγκεφάλου είναι πολύπλοκη, η προγεννητική έκθεση σε αλκοόλ/αιθανόλη και νικοτίνη (PEE/PNE) είναι γνωστοί ως παράγοντες που οδηγούν σε τέτοια ελαττώματα. Μέχρι σήμερα, υπήρξε έλλειψη ευαίσθητων εργαλείων υψηλής ανάλυσης για την οπτικοποίηση των δυναμικών αλλαγών στη φυσιολογία του εμβρύου.

Με επιχορήγηση 3,2 εκατομμυρίων δολαρίων από το Εθνικό Ινστιτούτο Παιδικής Υγείας & Ανθρώπινης Ανάπτυξης Eunice Kennedy Shriver, ο Larin και η ομάδα του θα αναπτύξουν μια νέα ευαίσθητη, υψηλής ανάλυσης πλατφόρμα απεικόνισης για απεικόνιση του εγκεφάλου του εμβρύου στη μήτρα που θα καλύψει ένα σημαντικό κενό στην αναπτυξιακή κατανόηση της εμφάνισης ελλειμμάτων ανάπτυξης του εγκεφάλου λόγω PEE/PNE.

Ο Larin ανέφερε προηγουμένως ότι η προγεννητική έκθεση σε αιθανόλη έχει ως αποτέλεσμα μια ταχεία και διαρκή μείωση της ροής του αίματος μέσω της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας και του περινευρικού αγγειακού πλέγματος της κερκίδας, που τροφοδοτεί με αίμα τον εμβρυϊκό εγκέφαλο. Τώρα θα το εξερευνήσει ακόμη περισσότερο.

"Θα αναπτύξουμε μια νέα πλατφόρμα απεικόνισης που συνδυάζει τα συμπληρωματικά πλεονεκτήματα του OCT και της μικροσκοπίας φωτός δύο φωτονίων (2pLSM) για την απεικόνιση του εγκεφάλου του εμβρύου στη μήτρα. Τα εργαλεία θα μας επιτρέψουν - για πρώτη φορά - να πάμε δυναμικά." , χρονικά επιλυμένη αξιολόγηση της διαπερατότητας των τριχοειδών και της εισβολής προγονικών μονοκυττάρων», δήλωσε ο Larin.

«Αυτές οι μελέτες θα μας επιτρέψουν επίσης να αρχίσουμε να αξιολογούμε την αποτελεσματικότητα των νέων στρατηγικών φαρμακολογικής παρέμβασης που στοχεύουν στην πρόληψη ή την αναστροφή των επιπτώσεων της έκθεσης σε αλκοόλ, αιθανόλη και νικοτίνη στα έμβρυα».

Πληροφορίες για τον κερατοειδή

Με επιχορήγηση 2,9 εκατομμυρίων δολαρίων από το Εθνικό Ινστιτούτο Οφθαλμών, η Larin θα οδηγήσει το OCT προς μια περαιτέρω κατεύθυνση και θα αναπτύξει μια εκδοχή του που θα μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί στο ιατρείο.

"Προτείνουμε μια νέα μέθοδο αξιολόγησης των ελαστικών ιδιοτήτων του κερατοειδούς χωρίς επαφή. Μια τέτοια τεχνολογία, που ονομάζεται οπτική ελαστογραφία συνοχής καρδιακού παλμού (hbOCE), θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στις μεθόδους για την εξέταση ρουτίνας του κερατοειδούς, να παρέχει πρόσθετες μηχανικές πληροφορίες και να δικαιολογήσει την ταχεία κλινική προσαρμογή." "Θα πραγματοποιήσουμε υψηλής ταχύτητας ογκομετρικές τομογραφίες ευαίσθητες στη φάση OCT του κερατοειδούς κατά τη διάρκεια πολλαπλών φάσεων του καρδιακού παλμού για τη μέτρηση των παραμορφώσεων του κερατοειδούς και επομένως της εμβιομηχανικής."

Η ακριβής μέτρηση της εμβιομηχανικής του κερατοειδούς με υψηλή χωρική ανάλυση δεν θα επηρέαζε μόνο την κλινική ερμηνεία των διαγνωστικών τεστ, για παράδειγμα με τη μέτρηση της ενδοφθάλμιας πίεσης ή την αξιολόγηση της επίδρασης των φαρμακευτικών θεραπειών, αλλά επίσης θα προέβλεπε την ανάπτυξη οπίσθιων οφθαλμικών παθήσεων όπως το γλαύκωμα. Επί του παρόντος, δεν υπάρχει αξιόπιστη μέθοδος για την ποσοτική μέτρηση της ελαστικότητας του κερατοειδούς in vivo και με υψηλή ανάλυση.

Οι μελέτες μας θα επιταχύνουν τη μετάβαση της οφθαλμικής ελαστογραφίας στην κλινική, θα ενημερώσουν την επιλογή και τη χρήση χειρουργικών θεραπειών κερατοειδούς και θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τις δομικές συνέπειες της νόσου του κερατοειδούς και της επούλωσης τραυμάτων».

Kirill Larin, καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής UH

Ο Λάριν αποκαλεί το έργο του «τεχνολογία συνόρων» επειδή ωθεί τα όρια των ΥΧΕ και παρέχει μεγαλύτερη εικόνα για το ανθρώπινο σώμα.

Πηγή:

Πανεπιστήμιο του Χιούστον

.