علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
New imaging technology could help predict heart attacks
(The Optical Society – تقديم: جمعية البصريات الأمريكية)
ملخص المقالة:
طور باحثو مركز “ويلمان” للطب الضوئي في مستشفى ماساتشوستس العام تقنية جديدة للتصوير بالليزر داخل الأوعية الدموية، يمكن استخدامها يومًا ما للكشف عن لويحات الشريان التاجي غير المستقرة، التي من المحتمل أن تؤدي إلى نوبة قلبية عندما تتمزق في ظل الظروف الفسيولوجية لحركة القلب وتدفق الدم والتنفس، ثم تسد شريانًا رئيسيًا ينقل الدم والأكسجين إلى القلب. ويمكن البدء في العلاجات الدوائية او الأخرى في وقت مبكر لمنع الذبحات الصدرية وانقاذ الأرواح، عند الكشف عنها قبل تمزقها. ويتطلب الحد من وفيات النوبات القلبية استراتيجية فحص شاملة لتحديد المرضى المعرضين للخطر. ويمكن دمج هذه التقنية بسهولة مع التقنيات الأخرى داخل الشريان التاجي مثل التصوير المقطعي البصري أو الموجات فوق الصوتية داخل الأوعية الدموية. (ILSI) مع المعلومات المورفولوجية لتحسين تقييم استقرار اللويحة.
ويخطط الباحثون لمواصلة تقييم قدرة الجهاز الجديد على التقييم السريع للأوعية الدموية التاجية في الحيوانات الحية، وسيقومون بتقييم سلامة القسطرة للاستخدام في البشر، ثم البدء في عملية الحصول على الموافقة النظامية للاستخدام السريري.
( المقالة )
طور الباحثون تقنية جديدة للتصوير داخل الأوعية الدموية، يمكن استخدامها يومًا ما للكشف عن لويحات الشريان التاجي، التي من المحتمل أن تؤدي إلى نوبة قلبية. وغالبًا ما تحدث النوبات القلبية عندما تتمزق اللويحات غير المستقرة، ثم تسد شريانًا رئيسيًا ينقل الدم والأكسجين إلى القلب.
وقالت قائد فريق البحث سيمانتيني نادكارني من مركز ويلمان للطب الضوئي في مستشفى ماساتشوستس العام: “إذا كان من الممكن الكشف عن اللويحات التاجية غير المستقرة قبل أن تتمزق، فيمكن البدء في العلاجات الدوائية او الأخرى في وقت مبكر لمنع الذبحات الصدرية وتنقذ الأرواح، وتمثل تقنيتنا الجديدة في التصوير خطوة رئيسية نحو تحقيق ذلك”.
وقد نشر الباحثون ورقتهم العلمية في في مجلة الجمعية البصرية “بايوميديكال اوبتيكس اكسبرس (Biomedical Optics Express)” وفيها عرض ما قبل السريري لتقنية التصوير الجديدة بالليزر داخل الأوعية الدموية (ILSI) في نموذج حيواني حي. وأظهروا – لأول مرة – أن هذه التقنية يمكنها تحديد السمات الميكانيكية المميزة للويحات التي من المرجح أن تتمزق في ظل الظروف الفسيولوجية لحركة القلب وتدفق الدم والتنفس.
وتابعت نادكارني: “إن الحد من الوفيات الناجمة عن النوبات القلبية في عموم السكان يتطلب استراتيجية فحص شاملة لتحديد المرضى المعرضين للخطر واكتشاف اللويحات المعرضة للخطر أثناء العلاج، ومن خلال توفير القدرة الفريدة لقياس الاستقرار الميكانيكي – وهو مقياس مهم في الكشف عن اللويحات غير المستقرة – تستعد تقنية تصوير بقع الليزر داخل الأوعية الدموية لتوفير نهج جديد لتقييم الشريان التاجي”.
التقاط الاستقرار الميكانيكي للويحات
على الرغم من تطوير تقنيات داخل الأوعية لتقييم السمات الهيكلية الدقيقة للويحات غير المستقرة، فقد أظهرت الدراسات الحديثة أن الميزات الميكانيكية، بالإضافة إلى السمات الهيكلية والتركيبية الدقيقة، تؤثر على تمزق اللويحات.
وأضافت نادكارني: “قياس الخواص الميكانيكية للويحة أمر بالغ الأهمية في تحديد اللويحات غير المستقرة ذات الميل للتمزق والنوبات القلبية اللاحقة، توفر تقنية التصوير بالليزر داخل الأوعية الدموية (ILSI) القدرة الفريدة على قياس مؤشر الخواص الميكانيكية للويحات التاجية، مما يوفر تقييمًا مباشرًا للاستقرار الميكانيكي”.
ولتقدير الخواص الميكانيكية، تستخدم تقنية التصوير بالليزر داخل الأوعية الدموية (ILSI) أنماط بقع الليزر التي تتشكل عندما يتشتت ضوء الليزر من الأنسجة. وعند مشاهدتها بكاميرا عالية السرعة، تتقلب البقع بمرور الوقت بسبب خصائص اللوحية اللزجة المرنة. ويسمح هذا للباحثين بقياس وتمييز الخصائص الميكانيكية للويحات غير المستقرة، والتي تميل إلى أن تكون غنية بالدهون.
وقالت نادكارني: “بالنسبة لهذه الدراسة الجديدة، قمنا بتطوير قسطرة صغيرة القطر داخل الأوعية الدموية تحتوي على ألياف بصرية توصل الضوء إلى جدار الشريان التاجي” ، وأضافت: “استخدمنا أيضًا حزمة ألياف ذات قطر صغير، ومستقطب، وعدسة “غرين GRIN” لتصوير أنماط البقع المنعكسة على مستشعر “كموس CMOS”.
وبالنسبة للاختبارات قبل السريرية، قام الباحثون بتقييم قدرة أداة التصوير بالليزر داخل الأوعية الدموية (ILSI) الخاصة بهم على اكتشاف اللويحات غير المستقرة في الشريان التاجي البشري لنموذج طعم أجنبي (مأخوذ من البشر ويزرع في جسم حيوان آخر) لأنثى الخنزير. ويستخدم هذا النظام النموذجي الشرايين التاجية البشرية التي يتم خياطتها على القلب النابض لخنزير حي مخدر. وقاموا بتقييم الخواص الميكانيكية للويحة داخل الشرايين عن طريق حساب معدل، أو وقت ثابت، من تقلبات في شدة نمط البقع ثم مقارنة نتائجها مع النتائج النسيجية المرضية.
وأشارت نادكارني: “كانت الثوابت الزمنية في اللويحات غير المستقرة أقل بكثير وبشكل واضح من اللويحات المستقرة الأخرى في جدار الشريان التاجي، وأظهرت هذه النتائج الحساسية التشخيصية الرائعة وخصوصية التصوير بالليزر داخل الأوعية الدموية (ILSI) للكشف عن لويحات تجمع الدهون البشرية التي من المرجح أن تتمزق في ظل الظروف الفسيولوجية”.
ويقول الباحثون إن التقنية الجديدة يمكن دمجها بسهولة مع التقنيات الأخرى داخل الشريان التاجي مثل التصوير المقطعي البصري أو الموجات فوق الصوتية داخل الأوعية الدموية للجمع بين النتائج الميكانيكية من التصوير بالليزر داخل الأوعية الدموية (ILSI) مع المعلومات المورفولوجية لتحسين تقييم استقرار اللويحة.
ويخططون لمواصلة تقييم قدرة جهاز التصوير بالليزر داخل الأوعية الدموية (ILSI) على التقييم السريع للأوعية الدموية التاجية في الحيوانات الحية. وبمجرد اكتمال هذه الدراسات قبل السريرية، سيقومون بتقييم سلامة القسطرة للاستخدام في البشر، ثم البدء في عملية الحصول على الموافقة النظامية للاستخدام السريري.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://phys.org/news/2021-03-imaging-technology-heart.html
لمزيد من المعلومات : زينب حجاريان وآخرون ، In-vivo mechanical characterization of coronary atherosclerotic plaques in living swine using intravascular laser speckle imaging, Biomedical Optics Express (2021). DOI: 10.1364/BOE.418939