Tomografía optoacústica multiespectral para imágenes funcionales en investigación vascular

Resumen

El presente protocolo describe la adquisición de imágenes optoacústicas multiespectrales de vasculatura cutánea humana in vivo . Estos incluyen la cuantificación de hemoglobina y melanina, considerados como cromóforos de interés para el análisis funcional.

Resumen

El deterioro microcirculatorio ha sido reconocido en varios procesos de enfermedad, subyacente a este tema creciente dentro de la investigación vascular. En los últimos años, el desarrollo de sistemas de imagen en vivo ha marcado el ritmo (analítico) tanto en la investigación básica como en la clínica, con el objetivo de crear nuevos instrumentos capaces de proporcionar puntos finales cuantificables en tiempo real con interés y aplicación clínica. La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS), la tomografía por emisión de positrones (PET), la tomografía computarizada (TC) y la resonancia magnética (RM) están disponibles, entre otras técnicas, pero el costo, la resolución de la imagen y el contraste reducido se reconocen como desafíos comunes. La tomografía optoacústica (OT) ofrece una nueva perspectiva sobre la imagen funcional vascular, combinando capacidades de absorción óptica y resolución espacial de última generación (desde resolución óptica micrométrica hasta resolución acústica milimétrica) con profundidad tisular. En este estudio, probamos la aplicabilidad de la tomografía optoacústica multiespectral (MSOT) para imágenes funcionales. El sistema utiliza un oscilador paramétrico óptico sintonizable (OPO) bombeado por un láser Nd: YAG, que proporciona pulsos de excitación detectados por una sonda 3D en longitudes de onda de 680 nm a 980 nm. Las imágenes obtenidas del antebrazo humano se reconstruyeron a través de un algoritmo específico (suministrado dentro del software del fabricante) basado en la respuesta de cromóforos específicos. La hemoglobina oxigenada máxima (HbO₂ máxima) y la hemoglobina desoxigenada (Hb máxima), la hemoglobina total (HbT) y la saturación media de oxígeno (mSO₂) a la densidad vascular (μVu), las distancias promedio entre unidades (ζAd) y el volumen sanguíneo capilar (mm³) se pueden medir utilizando este sistema. El potencial de aplicabilidad encontrado con este sistema OT es relevante. Los desarrollos de software en curso seguramente mejorarán la utilidad de este sistema de imágenes.

Introducción

Las enfermedades cardiovasculares son las principales causas recurrentes de muerte en todo el mundo y representan una enorme carga para cualquier sistema de salud ^1,2. La tecnología ha contribuido en gran medida a la expansión de nuestra comprensión de la fisiopatología cardíaca y vascular fundamental, proporcionando herramientas de diagnóstico más precisas y la posibilidad de detección temprana de enfermedades y un manejo más efectivo. Las técnicas de imagen ofrecen la posibilidad de medir no solo el rendimiento cardíaco y de los vasos principales, sino también, en una escala mucho menor, calcular la densidad....

Protocolo

El protocolo experimental fue aprobado previamente por el Comité de Ética de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad (EC. ECTS/P10.21). Los procedimientos respetaron plenamente los principios de buenas prácticas clínicas definidos para la investigación en humanos¹³. Se eligió de la comunidad universitaria una muestra conveniente de seis participantes sanos de ambos sexos (n = 3 por sexo) con una edad media de 32,8 ± 11,9 años. Se requirió que los participantes seleccionados fueran normotensos, no fumadores y libres de cualquier medicamento o suplemento alimenticio. También se registraron la presión arterial, la frecuencia cardíaca....

Resultados

Los datos proporcionados por las imágenes optoacústicas se pueden analizar en imágenes de exportación postprocesadas (Figura 2) y datos graficados (Figura 3). El propósito aquí era introducir el funcionamiento de la imagen funcional optoacústica y explorar su aplicación en la investigación vascular más comúnmente conocida. Para eso, comparamos las imágenes adquiridas durante el reposo y después de una oclusión de 200 mmHg de una arteria principal (

Discusión

Este protocolo enfatiza los pasos de trabajo considerados como requisitos prácticos para operar este nuevo instrumento de imagen optoacústica, desde el posicionamiento adecuado (participante, sonda) necesario para la estabilización de la sonda de copa 3D hasta la adquisición de imágenes, la selección de ROI y la reconstrucción y análisis de imágenes.

El enfoque experimental propuesto, utilizando adquisiciones "instantáneas" junto con imágenes obtenidas en condiciones dinámicas, ilustra el inte.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Brazalete	PIC 107001
Cortinas	Pajunk	021151-1501
Etanol 70%	Sigma Aldrich	EX0281
Gogless	Univet	559G.00.00.201
Kimwipes	Amoos	5601856202331.00
MSOT	iThera	MSOTAcuity
Brazo estabilizador	ARTÍCULO		Gel de ultrasonido de diseño y montaje
	propio Parker Laboratories	308
Crema de cera	Veet	kkdg08hagd