UH-professorn utvecklar bildsystem för att förbättra synen på hornhinnan och fostrets hjärna

UH-professorn utvecklar bildsystem för att förbättra synen på hornhinnan och fostrets hjärna

Under Kirill Larins ledning upplever högupplöst optisk koherenstomografi (OCT) ett stort uppsving. Under de senaste 20 åren har UH biomedicinsk ingenjörsprofessor avancerad utveckling från en apparat som endast undersöker näthinnan till en som kan mäta ett otroligt stort antal inre organ, från fostrets hjärta till nervröret.

OLT kräver inte biopsier; Inga invasiva åtgärder vidtas. Istället använder bildtekniken ljusvågor för att fånga tvärsnittsbilder och ge 3D-bilder.

Och medan Larin har tänjt på gränserna för OCT:s kapacitet i mer än två decennier, har han precis börjat.

Över 5 miljoner dollar i nya investeringar i hans arbete fick honom att utveckla OCT för att titta in i fostrets hjärna och bedöma hur den påverkas av moderns alkoholkonsumtion och rökning. Han tar också in tekniken i kliniska miljöer för att diagnostisera och förebygga ögonsjukdomar.

Fostrets hjärna – förhindrar och vänder effekterna av alkohol och nikotin

Även om orsaken till medfödda hjärntillväxtavvikelser är komplex, är prenatal alkohol/etanol och nikotinexponering (PEE/PNE) kända som faktorer som leder till sådana defekter. Hittills har det funnits en brist på känsliga, högupplösta verktyg för att visualisera dynamiska förändringar i fostrets fysiologi.

Med ett anslag på 3,2 miljoner dollar från Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health & Human Development kommer Larin och hans team att utveckla en ny känslig, högupplöst bildplattform för in utero-avbildning av fostrets hjärna som kommer att fylla en betydande lucka i utvecklingsförståelsen av uppkomsten av hjärntillväxtbrist på grund av PEE/PNE.

Larin rapporterade tidigare att prenatal etanolexponering resulterar i en snabb och ihållande minskning av blodflödet genom den mellersta cerebrala artären och pial perineural vaskulär plexus, som förser fostrets hjärna med blod. Nu ska han utforska detta ytterligare.

"Vi kommer att utveckla en ny avbildningsplattform som kombinerar de kompletterande fördelarna med OCT och tvåfotonljusmikroskopi (2pLSM) för in utero avbildning av fostrets hjärna. Verktygen kommer att tillåta oss - för första gången - att bli dynamiska." , tidsupplöst bedömning av kapillärpermeabilitet och invasion av monocyt-progenitor, säger Larin.

"Dessa studier kommer också att göra det möjligt för oss att börja utvärdera effektiviteten av nya farmakologiska interventionsstrategier som syftar till att förebygga eller vända effekterna av alkohol, etanol och nikotinexponering på foster."

Insikter i hornhinnan

Med ett anslag på 2,9 miljoner dollar från National Eye Institute kommer Larin att ta OCT i en ytterligare riktning och utveckla en version av den som enkelt kan integreras i en läkares praktik.

"Vi föreslår en ny metod för beröringsfri bedömning av hornhinnans elastiska egenskaper. En sådan teknik, kallad heart-beat optical coherence elastography (hbOCE), skulle kunna revolutionera metoder för rutinmässig hornhinneundersökning, ge ytterligare mekanisk information och motivera snabb klinisk anpassning." ", sa Larin. "Vi kommer att utföra höghastighetsvolymetriska faskänsliga OCT-skanningar av hornhinnan under flera faser av hjärtslag för att mäta hornhinnedeformationer och därmed biomekanik."

Noggrann mätning av hornhinnans biomekanik med hög rumslig upplösning skulle inte bara påverka den kliniska tolkningen av diagnostiska tester, till exempel genom att mäta intraokulärt tryck eller bedöma effekten av läkemedelsbehandlingar, utan också förutsäga utvecklingen av bakre ögonsjukdomar som glaukom. För närvarande finns det ingen tillförlitlig metod för att kvantitativt mäta hornhinneelasticitet in vivo och med hög upplösning.

Våra studier kommer att påskynda övergången av okulär elastografi till kliniken, informera vårt urval och användning av hornhinnekirurgiska behandlingar och hjälpa oss att förstå de strukturella konsekvenserna av hornhinnesjukdom och sårläkning.”

Kirill Larin, UH professor i biomedicinsk teknik

Larin kallar sitt arbete "frontier technology" eftersom han tänjer på gränserna för ULT och ger större insikt i människokroppen.

Källa:

University of Houston

.