Томские ученые разработали инновационный метод визуализации кровеносных сосудов

Фото: Антон ХАРИН. Перейти в Фотобанк КП

Российские и британские исследователи представили новый подход, позволяющий улучшить визуализацию кровеносных сосудов под кожей и другими тканями без инвазивного вмешательства. Метод обеспечивает независимую от глубины оценку кровотока с точностью до 96% для глубоких сосудов.

Этот прорыв открывает новые горизонты в медицине, особенно в нейрохирургии, трансплантологии и диагностике сосудистых патологий. В этих областях высокая точность мониторинга кровотока критически важна для повышения качества диагностики и лечения. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers of Optoelectronics издательства Springer Nature.

Метод основан на лазерной спекл-визуализации (ЛСВ), улучшенной с помощью фильтрации анализа главных компонент (АГК). В процессе ЛСВ используется лазерное излучение, которое рассеивается на движущихся объектах, таких как красные кровяные тельца, и неподвижных объектах, таких как биоткань. Это позволяет визуализировать кровеносные микрососуды.

В медицине ЛСВ применяется для оценки жизнеспособности тканей, особенно в хирургии. Например, во время операций по пересадке органов и тканей визуализация кровотока в реальном времени помогает своевременно выявлять проблемы с циркуляцией жидкости. В нейрохирургии метод используется для визуализации микроциркуляции крови в мозге.

Традиционная ЛСВ хорошо работает для поверхностных сосудов, но возникают трудности при визуализации сосудов, скрытых под слоями тканей. Новый метод разделяет спекл-паттерны на статические и динамические компоненты, что позволяет фильтровать сигналы и отделять полезную информацию о кровотоке от фонового шума. Это повышает четкость изображения и точность оценки скорости кровотока даже в сложных условиях.

Метод был протестирован на оптических фантомах и живых лабораторных мышах. Эксперименты показали значительное улучшение четкости изображений сосудов по сравнению с традиционными подходами. Эти результаты подтверждают надежность и потенциал метода для клинического использования.

В дальнейшем планируется адаптация технологии для оценки изменений микроциркуляции при сахарном диабете, визуализации мозгового кровотока и сосудов опухолей. Метод может стать основой для новых медицинских приборов, позволяющих получать четкие изображения сосудов без инвазивных вмешательств.