Rozechvění plíživého zabijáka, aterosklerózy

Helena Vrecková  |  Věda

Technika umožní trojrozměrné zobrazit tepny a jejich poškození díky kombinaci infračerveného záření a ultrazvuku.

Srdeční choroby se plíží často velmi nenápadně a na těle jsou znát jen malé známky toho, že by se nějaká mohla projevit. Třeba ateroskleróza (kornatění tepen), která je způsobena ukládáním usazenin tuku na stěnách cév, může člověka zabít téměř bez varování. Než se nadějete, skolí vás infarkt nebo cévní mozková příhoda.

Současné zobrazovací techniky nejsou schopny proniknout do hluboko do tkáně a odhalit zanesení cév. Vědci z Purdue University však přišli s novou zobrazovací technikou (PDF), která neinvazivně odhalí aterosklerózu ještě před jejím vnějším projevením.

Vibrace prozradí vše

Cílem výzkumu bylo odpoutat od stavu, kdy je k jasnému trojrozměrnému obrazu tepen nutný jejich průřez. Takový obraz je ale potřeba – při detekci aterosklerózy je nutné vědět, kde jsou cévní stěny zaneseny tukem.

Při pokusu tedy využili infračerveného záření. Laser vysílá do tkáně nanosekundové impulzy a vytváří tím vibrace. Ty se šíří díky chemickým vazbám na molekulární úrovni. Některé chemické vazby záření pohltí, avšak jiné začnou vibrovat jako pružiny. Vibrace nemohou být pohlceny krví, ale jsou velmi rychle tlumeny okolní tkání, která tuto energii mění na teplo, které se rychle šíří tkání dál. Vysílá tlakové vlny všemi směry až na povrch vzorku, kde se tyto vlny pohybují na frekvenci ultrazvuku.

Po připojení řady detektorů se vědcům podařilo ze signálu získat trojrozměrný obraz. Takzvané fotoakustické zobrazování pracuje na základě snímání signálu z povrchu vzorku, na který působil laser. Tento signál je elektronicky zesílen a dále zpracováván k vytvoření obrazu na monitoru. Lékaři potom poznají nejen to, že céva obsahuje tuk, ale také jaké množství a zda je na vnitřní straně tepny.

Vědci vidí v nové technice velký rozsah využití. Podle biofyzika Sunneye Xie je pro lékaře důležitá možnost použít techniku i během operace. To jim umožní lokalizovat poškození a ověřit si, zda jej odstranili úplně.

Technika ale není zaměřená pouze na rozpoznání aterosklerózy. Možnost pracovat na různých vlnových délkách umožní lékařům studovat procesy měkkých tkání. Ať už jde třeba o vznik jizev nebo změny centrálního nervového systému, které se týkají onemocnění jako Alzheimerova choroba nebo roztroušená skleróza.

Dlouhodobé testování

Vědci pro testy nové techniky zobrazování zvolili tepny s určitým stupněm aterosklerózy vyjmuté z poražených prasat. Byly podrobeny infračervenému záření různých vlnových délek, až objevili vlnovou délku, která byla pro zobrazení trojrozměrného obrazu nejvhodnější. Další zkoušky proběhly na živých octomilkách, kde vědci na larvách testovali funkčnost laseru při zobrazování.

Biologovi Nahrendorfovi z Harvard Medical School v Bostonu se výzkum zdál sice působivý, avšak jako u každého objevu poukázal na fakt, že i tato technika se bude muset ještě dále zdokonalovat, než se bude moct používat ve velkém měřítku k diagnostice aterosklerózy.

O výzkumu informoval také web Science Daily. Přečtěte si také abstrakt k výzkumu.

Nejčtenější