تصویربرداری فتوآکوستیک فوق سریع، برای درک بهتر عملکرد مغز
دانشمندان دانشگاه دوک یک سیستم تصویربرداری فوتوآکوستیک فوق سریع photoacoustic imaging را توسعه دادهاند که قادر به ثبت تغییرات عملکردی و مولکولی است که در اختلالات اصلی مغز رخ میدهد.
تکنیکهای تصویربرداری که اطلاعات دقیق و لحظهای درباره شبکههای عروقی مغزی پیچیده ارائه میدهند، برای گسترش بینش ما از اختلالات عصبی عروقی مانند سکته مغزی، زوال عقل و آسیب حاد مغزی مهم هستند.
گرچه توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) و تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) تصاویر مناسبی ارائه میدهند، اما آنها وضوح فضایی پایینیدارند و تمایز بین ساختارهای بدنی مجاور با استفاده از آنها دشوار است. در ضمن زمانی که برای انجام و تصویرسازی نیاز دارند، قابل ملاحظه استو
از سوی دیگر، میکروسکوپ نوری تصاویری با وضوح بالا تولید می کند اما سرعت تصویربرداری پایین و عمق نفوذ ضعیف مانع از استفاده بالینی از آن میشود.
اما سونوگرافی تقویت شده با ریز حباب با وضوح بالا عمیقا نفوذ میکند اما حساسیت عملکردی ندارد.
یک روش جایگزین تصویربرداری، میکروسکوپ فوتو آکوستیک (PAM) است که از پالسهای نور لیزری استفاده می کند که به اندام به اصطلاح شلیک میشود. پالس ها باعث ایجاد یک موج اولتراسوند م شوند که برای تصویرسازی استفاده میشوند.
نکته مهم این است که PAM می تواند از نور لیزر با طول موجهای مختلف برای هدف قرار دادن ساختارهای خاص در بدن حتی تا سطح مولکولی استفاده کند. این بدان معناست که PAM می تواند پارامترهای مهم همودینامیک مانند اکسیژن رسانی خون، جریان خون و نرخ متابولیک اکسیژن را اندازه گیری کند.
نقطه ضعف PAM این است که اسکن آن کند است. اما این مشکل توسط محققان موسسه علوم مغز دوک (DIBS) با توسعه میکروسکوپ فوتوآکوستیک عملکردی فوق سریع (UFF-PAM) که دو برابر سریعتر از سیستم های PAM موجود است، حل شده است .
UFF-PAM تصویربرداری از عروق ریز مغز و عملکرد با میدان دید وسیع و وضوح فضایی بالا را امکان پذیر میکند.
در یک آزمایش مفهومی، محققان دوک از UFF-PAM برای ثبت پاسخهای همودینامیک به هیپوکسی القا شده، افت فشار خون ناشی از نیتروپروساید سدیم و سکته مغزی در مغز موش استفاده کردند و UFF-PAM قادر به ثبت تغییرات سریع و کل مغز در زمان واقعی بود.
آزمایش سکته مغزی نتیجه غیرمنتظره ای به همراه داشت. UFF-PAM یک موج دپلاریزاسیون در حال گسترش (SD) را شناسایی کرد که از ناحیه سکته مغزی سرچشمه میگیرد و باعث باریک شدن رگهای خونی (انقباض عروق) میشود. امواج SD برای محققان و دانشمندان بسیار مورد توجه است زیرا عملکرد آنها به خوبی درک نشده. امواج SD میتواند نشانهای از میزان شدت آسیب باشد و آنها را به یک ابزار تشخیصی بالقوه تبدیل کند.
تیم دوک اکنون به دنبال استفاده از UFF-PAM برای مطالعه سایر بیماری ها است. در حالی که UFF-PAM در حال حاضر فقط در حیوانات استفاده می شود، یائو برنامه هایی را برای توسعه UFF-PAM دستی برای استفاده در انسان دارد.
این مطالعه در مجله Light: Science and Applications منتشر شده.
منبع: موسسه ملی بهداشت
این نوشتهها را هم بخوانید
