Un professore della UH sviluppa un sistema di imaging per migliorare la visione della cornea e del cervello fetale

Un professore della UH sviluppa un sistema di imaging per migliorare la visione della cornea e del cervello fetale

Sotto la guida di Kirill Larin, la tomografia a coerenza ottica ad alta risoluzione (OCT) sta vivendo una forte crescita. Negli ultimi 20 anni, il professore di ingegneria biomedica dell’UH ha fatto progressi nello sviluppo di un dispositivo che esamina solo la retina, a uno in grado di misurare una varietà incredibilmente ampia di organi interni, dal cuore fetale al tubo neurale.

L'OCT non richiede biopsie; Non vengono adottate misure invasive. Invece, la tecnica di imaging utilizza onde luminose per catturare immagini in sezione trasversale e fornire immagini 3D.

E sebbene Larin abbia ampliato i confini delle capacità di OCT per più di due decenni, ha appena iniziato.

Oltre 5 milioni di dollari in nuovi investimenti nel suo lavoro lo hanno portato a sviluppare l'OCT per osservare l'interno del cervello fetale e valutare come viene influenzato dal consumo di alcol e dal fumo materno. Sta anche portando la tecnologia in contesti clinici per diagnosticare e prevenire le malattie degli occhi.

Il cervello fetale – previene e inverte gli effetti dell’alcol e della nicotina

Sebbene la causa delle anomalie congenite della crescita cerebrale sia complessa, l’esposizione prenatale ad alcol/etanolo e nicotina (PEE/PNE) è nota come fattore che porta a tali difetti. Fino ad oggi mancavano strumenti sensibili e ad alta risoluzione per visualizzare i cambiamenti dinamici nella fisiologia fetale.

Con una sovvenzione di 3,2 milioni di dollari da parte dell’Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health & Human Development, Larin e il suo team svilupperanno una nuova piattaforma di imaging sensibile e ad alta risoluzione per l’imaging in utero del cervello fetale che colmerà una lacuna significativa nella comprensione dello sviluppo dell’emergere di deficit di crescita cerebrale dovuti alla PEE/PNE.

Larin aveva precedentemente riferito che l’esposizione prenatale all’etanolo provoca una diminuzione rapida e sostenuta del flusso sanguigno attraverso l’arteria cerebrale media e il plesso vascolare perineurale piale, che fornisce sangue al cervello fetale. Ora lo esplorerà ancora di più.

"Svilupperemo una nuova piattaforma di imaging che combina i vantaggi complementari dell'OCT e della microscopia a foglio di luce a due fotoni (2pLSM) per l'imaging in utero del cervello fetale. Gli strumenti ci consentiranno, per la prima volta, di diventare dinamici." , valutazione risolta nel tempo della permeabilità capillare e dell’invasione dei progenitori dei monociti”, ha affermato Larin.

“Questi studi ci consentiranno inoltre di iniziare a valutare l’efficacia di nuove strategie di intervento farmacologico volte a prevenire o invertire gli effetti dell’esposizione ad alcol, etanolo e nicotina sui feti”.

Approfondimenti sulla cornea

Con una sovvenzione di 2,9 milioni di dollari da parte del National Eye Institute, Larin porterà l'OCT in un'ulteriore direzione e ne svilupperà una versione che può essere facilmente integrata nella pratica medica.

"Proponiamo un nuovo metodo per la valutazione senza contatto delle proprietà elastiche della cornea. Tale tecnologia, chiamata elastografia a coerenza ottica del battito cardiaco (hbOCE), potrebbe rivoluzionare i metodi per l'esame corneale di routine, fornire ulteriori informazioni meccaniche e giustificare un rapido adattamento clinico." " ha detto Larin. "Effettueremo scansioni OCT volumetriche ad alta velocità sensibili alla fase della cornea durante più fasi del battito cardiaco per misurare le deformazioni corneali e quindi la biomeccanica."

Una misurazione accurata della biomeccanica corneale con elevata risoluzione spaziale non solo influenzerebbe l’interpretazione clinica dei test diagnostici, ad esempio misurando la pressione intraoculare o valutando l’effetto delle terapie farmacologiche, ma predirebbe anche lo sviluppo di malattie dell’occhio posteriore come il glaucoma. Attualmente non esiste un metodo affidabile per misurare quantitativamente l’elasticità corneale in vivo e con alta risoluzione.

I nostri studi accelereranno la transizione dell’elastografia oculare nella clinica, informeranno la nostra selezione e l’uso dei trattamenti chirurgici corneali e ci aiuteranno a comprendere le conseguenze strutturali della malattia corneale e della guarigione delle ferite”.

Kirill Larin, professore di ingegneria biomedica alla UH

Larin chiama il suo lavoro “tecnologia di frontiera” perché spinge i confini dell’OCT e fornisce una visione più approfondita del corpo umano.

Fonte:

Università di Houston

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