Sonda medyczna wielkości ryżu. Przełom w diagnostyce mózgu
Naukowcy opracowali maleńką sondę przeznaczoną do obrazowania naczyń krwionośnych mózgu za pomocą wewnątrznaczyniowej tomografii koherentnej (OCT). Jest wielkości ziarenka ryżu i będzie mogła być wykorzystywana do pozyskiwania szczegółowych informacji na temat chorób układu krwionośnego.
- Lekarze dysponują obecnie ograniczonymi narzędziami umożliwiającymi bezpośrednią obserwację mikroskopijnych szczegółów wewnątrz małych i krętych tętnic mózgowych - powiedział Rui Liu, który kierował zespołem badawczym. - Nasza nowa sonda, o średnicy zaledwie 0,55 mm i długości 4 mm, została zaprojektowana tak, aby zmieścić się w tych tętnicach i rejestrować pełne obrazy w zakresie 360 stopni dzięki zastosowaniu miniaturowego siłownika piezoelektrycznego, który obraca soczewkę optyczną
Testy wykazały, że sonda może dotrzeć nawet do tętnicy środkowej mózgu, jednej z głównych tętnic w tamtym obszarze. Jest także w stanie obrazować stenty naczyniowe oraz struktury naczyń krwionośnych. Obraca się przy tym bardzo szybko, nawet do 58 razy na sekundę.
Nowe rozwiązanie może pomóc w terapii
OCT to technika obrazowania oparta na świetle i jest przydatna do wizualizacji struktury ścian naczyń krwionośnych i wykrywania różnych niepokojących zmian. Większość istniejących systemów OCT została jednak opracowana dla tętnic wieńcowych, które są zazwyczaj większe i mają mniej zagięć i skręceń niż małe tętnice w mózgu. Systemy te zwykle wykorzystują silnik umieszczony na zewnątrz ciała do obracania sondy optycznej. Gdy długi cewnik obrazowy przechodzi przez mniejsze, bardziej zakrzywione naczynia krwionośne mózgu, tarcie i skręcanie mogą powodować nierównomierny obrót sondy i zniekształcenie obrazu.
Jednym z rozwiązań jest umieszczenie bardzo małego silnika bezpośrednio na końcu cewnika. To nie jest proste zadanie, ponieważ konwencjonalne mikrosilniki elektromagnetyczne są trudne do miniaturyzacji poniżej około jednego milimetra, a ich przewody elektryczne mogą blokować część pola widzenia.
- Chcieliśmy opracować całkowicie odmienny miniaturowy mechanizm napędowy, który można by umieścić na dystalnej końcówce cewnika. Miałby być niezwykle mały, a mimo to zapewniałby niezakłócony skan optyczny w zakresie 360 stopni - tłumaczył Liu.
Zaprojektowana przez naukowców sonda działa zasadniczo jak mikroskopijna, obracająca się wewnątrz naczynia krwionośnego kamera. Dalsze prace skupią się na zmniejszeniu sondy, poprawie jej rozdzielczości optycznej i głębokości obrazowania oraz zwiększeniu stabilności i szybkości obrotowej soczewki.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Biomedical Optics Express.
