Μικροσκοπικός αισθητήρας οπτικής τομογραφίας συνοχής λαμβάνει εικόνες στο εσωτερικό των εγκεφαλικών αρτηριών

Μια διεθνής ομάδα μικροτεχνολόγων, ιατρικών τεχνολόγων και νευροχειρουργών σχεδίασε, κατασκεύασε και δοκίμασε έναν νέο τύπο ανιχνευτή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λήψη εικόνων από το εσωτερικό των αρτηριών του εγκεφάλου.

Στην εργασία τους που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Translational Medicine, η ομάδα περιγράφει πώς σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ο ανιχνευτής, καθώς και πώς απέδωσε στις αρχικές δοκιμές.

Όταν οι ασθενείς έχουν ιατρικά προβλήματα στον εγκέφαλο, όπως θρόμβους αίματος, ανευρύσματα ή σκληρυμένες αρτηρίες, τα εργαλεία που έχουν στη διάθεσή τους οι γιατροί για τη διάγνωσή τους περιορίζονται σε τεχνολογίες απεικόνισης που λαμβάνουν εικόνες φλεβών και αρτηριών από το εξωτερικό του εγκεφάλου. Αυτές οι εικόνες χρησιμοποιούνται στη συνέχεια ως χάρτες για την καθοδήγηση συσκευών που μοιάζουν με καθετήρα μέσω των φλεβών και των αρτηριών σε μέρη του εγκεφάλου για την εκτέλεση επισκευών.

Ενδοαγγειακή απεικόνιση με χρήση νευροοπτικής τομογραφίας συνοχής (nOCT). Ο αισθητήρας nOCT είναι συμβατός με τους τυπικούς νευροαγγειακούς μικροκαθετήρες, ενσωματώνοντας τη ροή εργασίας που χρησιμοποιείται στην κλινική πράξη. Το nOCT καταγράφει τρισδιάστατα οπτικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης, παρέχοντας μικροσκοπία όγκου ελικοειδών εγκεφαλικών αρτηριών, περιβαλλουσών δομών και θεραπευτικών συσκευών. Πηγή: Science Translational Medicine (2024). DOI: 10.1126/scitranslmed.adl4497

Το πρόβλημα με αυτήν την προσέγγιση είναι ότι οι εικόνες που χρησιμοποιούνται δεν είναι πάντα καθαρές ή ακριβείς. Επίσης, δεν επιτρέπουν στον χειρουργό να δει τι συμβαίνει μέσα στη φλέβα ή την αρτηρία καθώς αυτή επιδιορθώνεται, με αποτέλεσμα οι επεμβάσεις να εκτελούνται σχεδόν τυφλά.

Σε αυτή τη νέα μελέτη, η ομάδα δημιούργησε μια κάμερα-αισθητήρα που είναι αρκετά μικρή ώστε να χωράει μέσα σε έναν καθετήρα, επιτρέποντάς της να συλλαμβάνει εικόνες σχεδόν σε πραγματικό χρόνο από το εσωτερικό των φλεβών και των αρτηριών του εγκεφάλου.

Ο νέος ανιχνευτής βασίζεται στην οπτική τομογραφία συνοχής, έναν τύπο τεχνολογίας απεικόνισης που χρησιμοποιείται από οφθαλμίατρους και καρδιοχειρουργούς για τη θεραπεία ασθενών. Παράγει εικόνες επεξεργάζοντας την οπισθοσκέδαση του εγγύς υπέρυθρου φωτός. Μέχρι τώρα, τέτοιες συσκευές ήταν πολύ ογκώδεις και άκαμπτες για να χρησιμοποιηθούν μέσα στον εγκέφαλο.

Για να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα, η ερευνητική ομάδα αντικατέστησε τα εξαρτήματα με μικρότερα μέρη, όπως ένα καλώδιο οπτικών ινών λεπτό όσο μια ανθρώπινη τρίχα. Χρησιμοποίησαν επίσης έναν τροποποιημένο τύπο γυαλιού για να κατασκευάσουν τον περιφερικό φακό, ο οποίος αποτελεί την κεφαλή του καθετήρα και του επιτρέπει να κάμπτεται.

Ο προκύπτων καθετήρας είναι ως επί το πλείστον κοίλος και σε σχήμα σκουληκιού. Περιστρέφεται επίσης με 250 φορές το δευτερόλεπτο, γεγονός που τον βοηθά να κινείται εύκολα μέσα στις φλέβες και τις αρτηρίες. Η κάμερα τραβάει φωτογραφίες με ρυθμό ανάλογο με τις ανάγκες. Ολόκληρος ο καθετήρας χωράει εύκολα μέσα στον καθετήρα, διευκολύνοντας την τοποθέτηση και τη μετακίνηση στις αρτηρίες και τις φλέβες του εγκεφάλου, καθώς και την αφαίρεσή του.

Μετά από δοκιμές σε ζώα, ο ανιχνευτής μεταφέρθηκε σε κλινικές δοκιμές σε δύο τοποθεσίες, μία στον Καναδά και μία στην Αργεντινή. Μέχρι σήμερα, 32 ασθενείς έχουν υποβληθεί σε θεραπεία με τον νέο ανιχνευτή. Η ομάδα αναφέρει ότι μέχρι στιγμής, ο ανιχνευτής έχει αποδειχθεί ασφαλής, καλά ανεκτός και επιτυχημένος σε όλες τις περιπτώσεις. Καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι ο νέος ανιχνευτής τους είναι έτοιμος για γενική χρήση.