Использование ультразвуковой локализационной микроскопии для определения уровня кислорода в тканях

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн используют новое применение существующей техники визуализации, которая может помочь обнаружить опухоли у людей.

Метод визуализации — ультразвуковая локализационная микроскопия сверхвысокого разрешения — использовалась для визуализации распределения кровь сосуды и измерения уровня кислорода в опухолях. Исследование проводилось на куриных эмбрионах, но исследователи надеются расширить исследования на людях.

Статья «Ультразвуковая локализационная микроскопия почек». опухоль ксенотрансплантаты в куриный эмбрион соотносится с гипоксией «был опубликован в Научные отчеты,

ULM использует микропузырьки размером с эритроциты для визуализации тканей.

«Мы отслеживаем эти пузырьки, когда они проходят через кровеносные сосуды, чтобы получить изображение с более высоким разрешением, чем традиционные ультразвуки», — сказал Мэтью Лоурисон, научный сотрудник из исследовательской группы Song в Институте передовых наук и технологий Бекмана.

Исследователи давно знают, что опухоли могут быть устойчивыми к терапии из-за более низкого уровня кислорода. «Красные кровяные клетки могут проходить через прямые кровеносные сосуды быстро и эффективно. В результате, доставка кислорода и питательных веществ эффективна», — сказал Лоурисон. «В отличие от кровеносный сосуд в опухолях скручены друг с другом. Это хаотично и неорганизованно, а доставка кислорода неэффективна ».

Члены группы песни использовали ULM, чтобы продемонстрировать, что кислород уровни ниже в опухолях по сравнению со здоровой тканью.

«Это исследование является уникальным, потому что мы можем изобразить ткани, которые находятся глубже в людях, не теряя разрешения изображения», — сказал Пэнфэй Сонг, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники и постоянный преподаватель в Институте Бекмана. «Хотя этот метод требует от нас инъекции этих микропузырьков, они не имеют проблем с токсичностью, как другие средства визуализации. Кроме того, микропузырьки одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами и широко используются в клиниках по всему миру».

В настоящее время основной проблемой, создаваемой этой техникой, является время приобретения. «Нам нужен большой набор данных для обработки изображений», — сказал Лоурисон. «Хотя, как инженеры, мы сосредоточены на получении наилучших изображений, которые мы можем, эта методика может работать для врачей, которые хотят получить лучшее изображение сосудов, чем традиционные методы визуализации».

«Мы начинаем видеть хорошие результаты, когда мы используем искусственный интеллект и машинное обучение с этими технологиями, которые могут помочь ускорить этот процесс», — сказал Сонг. «В конечном итоге мы хотим использовать эту технику в клинических условиях для выявления рака, диагностики и оценки терапии».