Profesor UH opracowuje system obrazowania poprawiający widoczność rogówki i mózgu płodu

Profesor UH opracowuje system obrazowania poprawiający widoczność rogówki i mózgu płodu

Pod kierownictwem Kirilla Larina optyczna koherentna tomografia wysokiej rozdzielczości (OCT) przeżywa znaczny rozwój. W ciągu ostatnich 20 lat profesor inżynierii biomedycznej z UH poczynił postępy w rozwoju urządzenia, które bada tylko siatkówkę, do urządzenia, które może mierzyć niezwykle różnorodne narządy wewnętrzne, od serca płodu po cewę nerwową.

OCT nie wymaga biopsji; Nie są podejmowane żadne środki inwazyjne. Zamiast tego technika obrazowania wykorzystuje fale świetlne do przechwytywania obrazów przekrojowych i zapewniania obrazów 3D.

I choć Larin od ponad dwudziestu lat przesuwa granice możliwości OCT, dopiero zaczyna.

Nowe inwestycje w wysokości ponad 5 milionów dolarów skłoniły go do opracowania OCT umożliwiającego zaglądanie do mózgu płodu i ocenianie, jak wpływa na niego spożycie alkoholu i palenie przez matkę. Wprowadza także tę technologię do zastosowań klinicznych, aby diagnozować choroby oczu i zapobiegać im.

Mózg płodu – zapobiega i odwraca działanie alkoholu i nikotyny

Chociaż przyczyna wrodzonych nieprawidłowości w rozwoju mózgu jest złożona, wiadomo, że prenatalna ekspozycja na alkohol/etanol i nikotynę (PEE/PNE) jest czynnikami prowadzącymi do takich wad. Do chwili obecnej brakowało czułych narzędzi o wysokiej rozdzielczości umożliwiających wizualizację dynamicznych zmian w fizjologii płodu.

Dzięki dotacji w wysokości 3,2 miliona dolarów od Narodowego Instytutu Zdrowia Dziecka i Rozwoju Człowieka im. Eunice Kennedy Shriver Larin i jego zespół opracują nową, czułą platformę obrazowania o wysokiej rozdzielczości do obrazowania mózgu płodu w macicy, która wypełni znaczącą lukę w rozwojowym rozumieniu pojawiania się deficytów wzrostu mózgu w wyniku PEE/PNE.

Larin wcześniej donosiła, że ​​prenatalna ekspozycja na etanol powoduje szybki i trwały spadek przepływu krwi przez tętnicę środkową mózgu i splot naczyniowy okołonerwowy, które dostarczają krew do mózgu płodu. Teraz będzie badał tę kwestię jeszcze głębiej.

„Opracujemy nową platformę obrazowania, która połączy uzupełniające się zalety OCT i dwufotonowej mikroskopii świetlnej (2pLSM) do obrazowania mózgu płodu w macicy. Narzędzia te pozwolą nam – po raz pierwszy – na osiągnięcie dynamiki”. , rozwiązana w czasie ocena przepuszczalności naczyń włosowatych i inwazji komórek progenitorowych monocytów” – powiedział Larin.

„Badania te umożliwią nam również rozpoczęcie oceny skuteczności nowych strategii interwencji farmakologicznej mających na celu zapobieganie lub odwracanie skutków narażenia na alkohol, etanol i nikotynę na płód”.

Wgląd w rogówkę

Dzięki dotacji w wysokości 2,9 miliona dolarów od National Eye Institute Larin pokieruje OCT w dalszym kierunku i opracuje jego wersję, którą można łatwo zintegrować z praktyką lekarską.

„Proponujemy nowatorską metodę bezkontaktowej oceny właściwości elastycznych rogówki. Taka technologia, zwana optyczną elastografią koherentną bicia serca (hbOCE), mogłaby zrewolucjonizować metody rutynowego badania rogówki, dostarczyć dodatkowych informacji mechanicznych i uzasadnić szybką adaptację kliniczną”. – powiedział Larin. „Będziemy wykonywać szybkie, wolumetryczne, czułe na fazę skany OCT rogówki podczas wielu faz bicia serca, aby zmierzyć deformacje rogówki, a tym samym biomechanikę”.

Dokładny pomiar biomechaniki rogówki z dużą rozdzielczością przestrzenną miałby nie tylko wpływ na kliniczną interpretację testów diagnostycznych, na przykład poprzez pomiar ciśnienia wewnątrzgałkowego czy ocenę efektu terapii lekowych, ale także przewidywałby rozwój chorób tylnej części oka, takich jak jaskra. Obecnie nie ma niezawodnej metody ilościowego pomiaru elastyczności rogówki in vivo i z dużą rozdzielczością.

Nasze badania przyspieszą wprowadzenie elastografii oka do zastosowań klinicznych, ułatwią nam wybór i zastosowanie zabiegów chirurgicznych rogówki oraz pomogą nam zrozumieć strukturalne konsekwencje chorób rogówki i gojenia się ran”.

Kirill Larin, profesor inżynierii biomedycznej na UH

Larin nazywa swoją pracę „technologią pionierską”, ponieważ przesuwa granice OCT i zapewnia lepszy wgląd w ludzkie ciało.

Źródło:

Uniwersytet w Houston

.