Med ny laserbilledteknologi kan forskere effektivt afgøre, om donorhjerter er egnede til transplantation

En ny laserbilledteknik vil forhåbentlig afgøre, hvilke donorhjerter der er egnede til transplantation, og hvilke der vil føre til dårlige resultater, fandt en gruppe franske forskere for nylig. Sjældent kræver det ikke koronar angiografi eller brug af kontrastmidler, der kan beskadige det transplanterede hjerte. Foreløbige resultater er blevet offentliggjort i april 2023-udgaven af ​​Journal of Biomedical Optics (JBO).
Med ny laserbilledteknologi kan forskere effektivt bestemme donorhjertes egnethed til transplantation
Laser scatter imaging muliggør visualisering af vaskulære detaljer af bankende donortransplantationshjerter til in vitro levedygtighedsvurdering (billedkredit: Plyer et al. researchers, JBO)
Baseret på tidligere erfaringer er svær koronararteriesygdom (CAD) en nøgledeterminant for, om primær transplantatsvigt og tidlig død vil forekomme efter hjertetransplantation. Og efterhånden som kriterierne for donorpopulationen udvides, bliver vigtigheden af ​​hjertescreening før tildeling af hjertetransplantation mere fremtrædende. Med en lang venteliste til hjertetransplantation er der et presserende behov for at finde måder at screene donorhjerter (donorhjerter) på for at bestemme deres levedygtighed og potentielle komplikationer.
Imidlertid udføres invasiv koronar angiografi, som i øjeblikket betragtes som "guldstandarden" for donorhjerteevaluering, faktisk kun i omkring en tredjedel af donorhjerter. Ex vivo perfusion (ESHP) undersøgelser kan udføres, efter at donorhjertet er blevet fjernet fra donoren, og kontrasten brugt i denne metode får hjertet til at degenerere.
På grund af dette har forskere ledt efter en mere optimal metode til bedre at bevare hjertet.
Det førnævnte franske hold undersøgte for nylig en ikke-kontakt laser scatter-baseret billedbehandlingsteknik, der kan vurdere strukturen og funktionen af ​​hjertets blodkar uden behov for kontrast. Forskerne etablerede Laser Scattering Orthogonal Contrast Imaging (LSOCI) teknik til selektiv påvisning af multipel spredning af bevægelige røde blodlegemer. Laseren er fokuseret på donorhjertet, og det tilbagespredte lys fra de bevægelige partikler kan observeres med kameraet, hvilket giver en sløringseffekt, der kan bruges som kontrast mellem blodkarrene og det omgivende væv.
Som en optisk fuldfeltsteknik muliggør LSOCI skabelsen af ​​billeddannelse i høj opløsning af hele det perifere hjertekarsystem med billeddannelseskapacitet i realtid. Professor Elise Colin fra University of Paris Saclay, Frankrig, forklarede i en erklæring fra International Society for Optics and Photonics (SPIE), "Den optiske teknik tillader billeddannelse i høj opløsning af hele hjertets perifere karsystem i realtid. "
For at validere denne tilgang udviklede forskerne en klinisk model til at studere koronarcirkulationen i donorhjertet før transplantation. De monterede derefter en laser og et kamera på en leddelt arm fastgjort over et perfusionsmodul (indeholdende donorhjertet) for at generere og analysere et hurtigt skiftende plettermønster.
For at overvinde udfordringerne med at spore det vaskulære system på grund af det bankende hjerte, optimerede forskerne yderligere en metode kaldet "multi-cycle enhanced signal-to-noise ratio" (MPE-SNR). Med tiden tog de en række billeder og byggede en ramme til at afbilde det vaskulære system på lignende steder i hjertet. Hvert billede i sekvensen blev derefter optimeret ved at bruge andre billeder, hvilket reducerede støj og forbedrede detaljer.
De optimerede billeder repræsenterer det vaskulære system på forskellige tidspunkter. Det var ved hjælp af en række sådanne billeder, at forskerne visualiserede vaskulære systemer så små som 100 mikron i løbet af få sekunder og nøjagtigt viste blodcirkulationen. I fremtiden vil denne teknik forhåbentlig blive brugt til at identificere myokardieperfusionsabnormiteter, samt karakterisere underliggende hjertesygdomme (f.eks. koronararteriesygdom).