Четвъртото измерение е времето. Френски учени се научиха да изготвят 4D карти на кръвообращението в органите в реално време

Новата технология ще даде възможност на лекарите да изучават движението на живота. С точност до микрометър.

Френски учени от Института по физика за медицината представиха нова ултразвукова технология, способна да визуализира движението на кръвта в органите в четири измерения — тоест в обем и във време. Досега подобно ниво на детайлност беше недостижимо: сега може да се види не само формата на съдовете, но и динамиката на потока, при това с точност под 100 микрометра.

Методът открива принципно нови възможности за изучаване работата на сърдечно-съдовата система, както и за диагностика на нарушенията в кръвообращението, които преди това оставаха скрити. Разработката е реализирана в рамките на програмата Inserm за ускоряване на биомедицинските изследвания в областта на ултразвука и вече е показала впечатляващи резултати на модели, сравними по размер с човешките органи.

Кръвообращението на човека представлява сложна мрежа, включваща артерии, вени, капиляри и лимфни канали. То осигурява снабдяването на тъканите с кислород, преноса на хранителни вещества и отстраняването на продуктите на метаболизма. Особа роля играе микроциркулацията — движението на кръвта по най-малките съдове, които захранват клетките и поддържат техния метаболизъм. И най-малките нарушения в тази система могат да доведат до тежки последствия — от бъбречна недостатъчност до хронични сърдечни заболявания.

Основното предизвикателство за съвременната медицина беше, че досега не съществуваше начин да се види цялата съдова мрежа на даден орган наведнъж – от големите артерии до най-малките артериоли. Традиционните методи за визуализация, като МРТ и класическото доплерово картиране, показват само отделните участъци и не позволяват да се оцени общата структура и динамика.

Технологията, създадена от екипа на Inserm, премахна това ограничение. Учените разработиха високочувствителна ултразвукова сонда, която формира триизмерни изображения в реално време, добавяйки четвърто измерение — течението на времето. Този подход дава възможност да се получат пълноценни 4D карти на съдовата мрежа на органа, където се виждат дори най-малките разклонения с диаметър по-малък от 0,1 милиметра.

Методът вече е приложен за изследване на кръвоснабдяването на черния дроб, бъбреците и сърцето. При наблюдението на черния дроб системата за първи път даде възможност да се разграничат трите независими съдови подсистеми – артериална, венозна и портална. Апаратът също така е зафиксирал техните собствени хемодинамични профили: посока, скорост и пулсация на кръвния поток. Това дава възможност не просто да се разглеждат съдовете като статична структура, а да се анализира физиологията на органа с невиждана точност.

За разлика от инвазивните процедури, изискващи хирургическа намеса, новият инструмент работи напълно безопасно за пациента. Компактният сензор може да се свърже с преносим блок, което прави устройството удобно за ежедневна диагностика. Според ръководителя на изследването Клеман Пападачи, благодарение на високата си чувствителност и мобилност, уредът може да се превърне в рутинно средство за оценка състоянието на съдовете в реални клинични условия.

Учените отбелязват, че този метод може да промени представите за работата на съдовата система. Възможността едновременно да се наблюдава целия орган и да се регистрират и най-малките колебания на потока създава основа за ранна диагностика на заболяванията, свързани с микроциркулацията, включително увреждания на малките съдове, които днес се диагностицират само косвено.

Следващият етап ще бъде тестване на технологията върху хора. Ако резултатите се потвърдят, методът може да влезе в медицинската практика още в близките една-две години — като инструмент, способен да покаже работата на организма с микроскопична точност, но без нито един разрез.