원래 빛이 적혈구에서 어떻게 산란되는지 감지하기 위해 개발된 이미징 기술이 프랑스의 연구원들에 의해 개선되어 이제 심장 보존 및 심장 보호에 사용되는 절차인 ESHP(ex situ heart perfusion) 동안 기증자 심장의 관상 혈액 순환을 안전하게 이미지화할 수 있습니다. 상영. LSOCI(Laser Speckle Orthogonal Contrast Imaging)로 알려진 새로운 기술은 심장의 모든 말초 혈관에 대한 비침습적 고해상도 영상을 실시간으로 가능하게 하며 이식할 장기의 품질에 대한 귀중한 정보를 의사에게 제공할 수 있습니다. .

"이러한 동적 스펙클 기술은 오랫동안 사용되어 왔습니다."라고 팀 리더는 설명합니다. 엘리스 콜린 에 파리 사클레 대학 그리고 스타트업 ITAE 메디컬 리서치, “하지만 일반적으로 정지된 물체에 적용됩니다. 심장이 뛰는 것과 같이 중요한 움직임이 있는 물체에 적용했을 때 혈액 활동의 이미지를 얻을 수 있을지 전혀 몰랐습니다.”

심장 이식 수술 후 이식 실패는 관상 동맥 질환과 같은 기증 기관의 이상으로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 이상의 위험은 나이가 많거나 기존 심장 질환이 있는 환자에서 증가합니다. 따라서 그러한 조건에 대한 신중한 선별은 장기가 이식에 적합한지 여부를 결정하는 데 중요합니다.

최근 몇 년 동안 ESHP는 신체 외부의 심장 평가를 가능하게 했습니다. 여기에서 의사는 산소가 함유된 영양분이 혈관을 통해 심장에 공급된 후 기증자 심장의 성능을 모니터링합니다. 문제는 ESHP(관상동맥질환 선별검사) 중 관상동맥 조영술을 시행하면 심장이 손상될 수 있다는 점이다. 따라서 기증자 장기의 비정상적인 혈류를 식별하기 위한 대체 이미징 기술이 필요합니다.

스펙클 이미지 분석

본 연구에서 사용된 LSOCI 기술은 물체의 표면이나 부피가 레이저와 같은 간섭성 빛으로 조명될 때 발생하는 많은 건설적 간섭과 파괴적 간섭으로 인해 발생하는 스펙클 이미지를 분석합니다. 이 이미지에서 연구원들은 Colin이 일종의 "흐림 함수"라고 설명하는 스펙클 대비 매개변수를 살펴봅니다. "이 기술이 개발된 적혈구의 경우처럼 신호를 생성하는 산란체가 움직일 때 이것은 더욱 중요합니다."라고 그녀는 설명합니다.

Colin과 동료들은 이제 LSOCI를 개선하여 심장의 작은 혈관을 관찰했습니다. 그들이 자세히 설명하는 새로운 방법 의생명 광학 저널, 더 많은 다중 산란을 겪은 광파 사이의 상호 작용을 선호하는 특정 편광 필터를 사용하여 장기의 혈류를 분석할 수 있습니다. 이러한 상호 작용은 일반적으로 혈관의 깊이에서 발생하며 이는 표면 광 산란이 억제됨을 의미합니다. 따라서 생성된 반점 패턴은 주로 혈관 내에서 이동하는 적혈구의 다중 산란에 의해 생성됩니다.

심장과 같이 주기적으로 움직이는 장기의 경우 연구자들은 장기의 전체적인 움직임에 영향을 받지 않고 흐림 기능을 계산할 수 있어야 합니다. 이를 위해 Colin과 동료들은 서로 다른 심장 박동 기간에 따라 움직임이 가장 적은 이미지를 선택할 수 있는 알고리즘을 개발했습니다.

"결과 이미지에는 예를 들어 방사 측정 이미지와 동일한 정보가 포함되어 있지 않다는 점을 이해하는 것이 중요합니다."라고 그녀는 말합니다. 물리 세계. “생성된 이미지는 적혈구의 움직임 이미지이며, 심장 박동이 멈추면 이미지에 혈관이 보이지 않습니다.”

의사를 위한 귀중한 정보

획득한 이미지는 서로 다른 시점에서 심장의 혈관 구조를 나타내며 이러한 이미지의 시퀀스를 분석하여 이 기술을 사용하여 몇 초 만에 100μm만큼 작은 혈관 구조를 시각화할 수 있습니다. 따라서 근본적인 심장 상태를 나타내는 심근 관류 이상을 식별하는 데 사용할 수 있다고 연구원들은 말합니다.

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Colin은 "이 정보는 의사가 이식할 장기의 품질을 평가할 수 있도록 하는 데 유용합니다."라고 말합니다. “이러한 정보는 연령 제한이 덜 엄격한 이식편 사용을 고려할 수 있게 해주기 때문에 중요합니다. 이제 이러한 기증자 장기의 건강 상태를 평가할 수 있는 사후 평가 방법이 있기 때문입니다. 이것의 간접적인 결과는 이식 가능성의 수를 증가시킨다는 것입니다.”

Colin과 동료들은 현재 그들의 기술을 기반으로 한 시간 보정 방법에 대한 특허를 출원하는 과정에 있지만 이미지 향상 방법에 대한 개념을 구체적으로 검증할 필요가 있다고 말합니다. Colin은 "이 작업이 완료되면 의사가 정량화된 의료 지표가 있는 이미지에 액세스할 수 있게 될 것입니다. 즉, 시간이 지남에 따라 한 시스템에서 다른 시스템으로 값을 비교할 수 있습니다."라고 말합니다. “우리는 또한 편광 최적화에 대한 연구를 계속하고 싶습니다. 이를 통해 최상의 대비를 달성하고 XNUMX차원 정보를 얻을 수 있습니다.”

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• 출처: https://physicsworld.com/a/laser-speckle-imaging-assesses-donor-hearts/