Med ny laseravbildningsteknologi kan forskere effektivt avgjøre om donorhjerter er egnet for transplantasjon

En ny laserbildeteknikk vil forhåpentligvis avgjøre hvilke donorhjerter som er egnet for transplantasjon og hvilke som vil føre til dårlige resultater, fant en gruppe franske forskere nylig. Sjelden krever det ikke koronar angiografi eller bruk av kontrastmidler som kan skade det transplanterte hjertet. Foreløpige funn er publisert i april 2023-utgaven av Journal of Biomedical Optics (JBO).
Med ny laseravbildningsteknologi kan forskere effektivt bestemme donorhjertes egnethet for transplantasjon
Laser scatter imaging muliggjør visualisering av vaskulære detaljer av bankende donortransplantasjonshjerter for in vitro levedyktighetsvurdering (bildekreditt: Plyer et al. forskere, JBO)
Basert på tidligere erfaring er alvorlig koronararteriesykdom (CAD) en nøkkeldeterminant for om primær graftsvikt og tidlig død vil inntreffe etter hjertetransplantasjon. Og etter hvert som kriteriene for donorpopulasjonen utvides, blir viktigheten av hjertescreening før tildeling av hjertetransplantasjon mer fremtredende. Med en lang venteliste for hjertetransplantasjon, er det et presserende behov for å finne måter å screene donorhjerter (donorhjerter) for å bestemme deres levedyktighet og potensielle komplikasjoner.
Imidlertid utføres invasiv koronar angiografi, for tiden ansett som "gullstandarden" for donorhjerteevaluering, i bare omtrent en tredjedel av donorhjerter. Ex vivo perfusjonsstudier (ESHP) kan utføres etter at donorhjertet er fjernet fra giveren, og kontrasten som brukes i denne metoden får hjertet til å degenerere.
På grunn av dette har forskere lett etter en mer optimal metode for bedre å bevare hjertet.
Det nevnte franske teamet undersøkte nylig en ikke-kontakt laserspredningsbasert bildeteknikk som kan vurdere strukturen og funksjonen til hjertets blodårer uten behov for kontrast. Forskerne etablerte Laser Scattering Orthogonal Contrast Imaging (LSOCI)-teknikken for selektiv påvisning av multippel spredning av bevegelige røde blodlegemer. Laseren er fokusert på donorhjertet og det tilbakespredte lyset fra de bevegelige partiklene kan observeres med kameraet, som gir en uskarp effekt som kan brukes som kontrast mellom blodårene og det omkringliggende vevet.
Som en fullfelt optisk teknikk, muliggjør LSOCI å lage høyoppløselig bildebehandling av hele den perifere kardiale vaskulaturen i hjertet med sanntidsavbildningsevner. Professor Elise Colin fra University of Paris Saclay, Frankrike, forklarte i en uttalelse fra International Society for Optics and Photonics (SPIE), "Den optiske teknikken tillater høyoppløselig avbildning av hele det perifere vaskulære systemet i hjertet i sanntid. "
For å validere denne tilnærmingen utviklet forskerne en klinisk modell for å studere koronarsirkulasjonen til donorhjertet før transplantasjon. De monterte deretter en laser og et kamera på en leddarm festet over en perfusjonsmodul (som inneholdt donorhjertet) for å generere og analysere et raskt skiftende flekkmønster.
For å overvinne utfordringene med å spore det vaskulære systemet på grunn av det bankende hjertet, optimaliserte forskerne videre en metode kalt "multi-cycle enhanced signal-to-noise ratio" (MPE-SNR). Over tid tok de en serie bilder og bygde et rammeverk for å skildre det vaskulære systemet på lignende steder i hjertet. Hvert bilde i sekvensen ble deretter optimalisert ved å bruke andre bilder, redusere støy og forbedre detaljer.
De optimaliserte bildene representerer det vaskulære systemet på forskjellige tidspunkter. Det var ved hjelp av en serie slike bilder at forskerne visualiserte vaskulære systemer så små som 100 mikron i løpet av sekunder og nøyaktig viste blodsirkulasjonen. I fremtiden vil denne teknikken forhåpentligvis bli brukt til å identifisere myokardperfusjonsavvik, samt karakterisere underliggende hjertesykdom (f.eks. koronarsykdom).