Революционная ультразвуковая технология, разработанная исследователями Института физики для медицины (Institut de Physique pour la Médecine Paris), позволяет визуализировать всю сосудистую сеть крупных органов (таких как сердце, почки и печень) в четырёх измерениях (4D). Этот прорыв предоставляет беспрецедентную анатомическую и функциональную информацию о микроциркуляции, устанавливая новый стандарт в диагностике сосудистых заболеваний.
Микроциркуляция — это кровоток в артериолах, капиллярах и венулах, который обеспечивает доставку кислорода и питательных веществ к тканям и выведение продуктов метаболизма. Нарушение этой сложной сети может привести к тяжёлым патологиям, таким как сердечная недостаточность, почечная недостаточность и хронические заболевания печени. Однако до настоящего времени не существовало метода визуализации, который одновременно отображал бы структуру микрососудов и динамику кровотока во всём органе.
Технологический прорыв
Новая методика сочетает 3D-ультразвуковую локализационную микроскопию (ULM) с инновационным многообъективным датчиком. Такая конструкция преодолевает ограничения разрешающей способности стандартного УЗИ: за счёт отслеживания локализации и движения контрастных микропузырьков удалось достичь пространственного разрешения до 75 микрометров — примерно в десять раз выше, чем при традиционном ультразвуковом исследовании. Это позволило детально визуализировать сосуды диаметром менее 100 микрометров на больших объёмах тканей с высокой частотой кадров.
Доклинический этап
Доклинические исследования на моделях свиней показали высокий потенциал технологии. Учёным удалось создать своего рода «карту» всей коронарной сети сердца свиньи. Аналогично, in vivo-визуализация почекпозволила полностью отобразить артериальную и венозную системы, что было подтверждено рентгеновской ангиографией. Визуализация печени оказалась более сложной с технической точки зрения, однако удалось получить трёхмерные карты кровотока большого объёма, что обеспечивает более точную оценку хронических заболеваний печени.
Помимо статических анатомических данных, технология фиксирует динамику кровотока и измеряет абсолютные скорости, полностью соответствующие физиологическим нормам. Она способна различать артерии и вены по направлению тока и пульсационным характеристикам. Это обеспечивает детализированные гемодинамические данные на всех уровнях микрососудистой сети, значительно превосходя возможности КТ-ангиографии и 4D-МРТ.
Важно отметить, что данный ультразвуковой метод является неинвазивным, не использует ионизирующее излучение, отличается портативностью и экономичностью. Он может способствовать раннему скринингу и мониторингу микроциркуляторных патологий, а также оптимизации интервенционных процедур и персонализированных терапевтических стратегий.
Хотя текущее разрешение пока не позволяет визуализировать капилляры диаметром менее 10 микрометров, постоянная оптимизация технических компонентов и программного обеспечения обещает значительное улучшение в будущем. Коррекция артефактов движения и совершенствование акустических методов формирования пучка повышают качество финального изображения, подготавливая технологию к внедрению в клиническую практику.
В настоящее время планируются клинические испытания, которые позволят оценить эффективность и реальную клиническую значимость метода. При успешных результатах данная система 4D-ультразвуковой визуализацииокажет революционное влияние на диагностику сосудистых патологий.
Источник: nature communications
