Optisk spektroskopi forbedrer prædiktiv vurdering af nyrefunktion

En ny teknik udviklet af forskere ved Lawrence Livermore National Lab lover at forbedre nøjagtigheden og lavere omkostninger ved realtidsvurdering af nyrefunktion, rapporterer en artikel offentliggjort i denne uge af SPIE, det internationale samfund for optik og fotonik, i Journal of Biomedical Optics .

Papiret, offentliggjort 3. maj og tilgængelig via åben adgang, undersøger brugen af ​​multimodal autofluorescens og lysspredning til at evaluere funktionelle ændringer i nyrerne efter iskæmisk skade. Tilstande inklusive akkumuleret arteriel plak eller blodpropper begrænser strømmen af ​​ilt og glukose til organer, og forlængede perioder med sådan iskæmi kan kompromittere funktionen.

I "Prediktiv vurdering af nyrefunktionel genopretning efter iskæmisk skade ved hjælp af optisk spektroskopi, "forfatterne rapporterer om deres evaluering af forskellige optiske signaturer for at forudsige nyre levedygtighed og foreslår en kontaktløs tilgang til at give klinisk nyttig information i realtid.

Mens andet aktuelt arbejde på dette område bruger dyre multiphoton- og laserbaserede teknikker, forfatterne reducerede udgifterne ved at skifte til kamera-baseret billeddannelse.

I øjeblikket, der er intet værktøj i realtid til at måle graden af ​​iskæmisk skade i væv eller til at forudsige tilbagevenden af ​​dets funktion. Manglende evne til afgørende at bestemme vævs funktionelle status løber to store risici:at dysfunktionelt væv kan transplanteres, øge patientens sygelighed og dødelighed; og at tiltrængt funktionelt nyrevæv kan kasseres.

I deres undersøgelse, Rajesh Raman fra Lawrence Livermore National Lab og medforfattere Christopher Pivetti og Christoph Troppmann fra University of California Davis, Rajendra Ramsamooj fra California Northstate University, og Stavros Demos af Lawrence Livermore erhvervede autofluorescensbilleder af nyrer in vivo under 355, 325, og 266 nm belysning. Lysspredende billeder blev indsamlet ved excitationsbølgelængderne under anvendelse af et relativt smalt båndlys centreret ved 500 nm.

Billederne blev samtidigt optaget ved hjælp af et multimodalt optisk billeddannelsessystem. De registrerede signaler blev derefter analyseret for at opnå tidskonstanter, som var korreleret til nyredysfunktion som bestemt ved et efterfølgende overlevelsesstudie og histopatologisk analyse.

Analyse af lyssprednings- og autofluorescensbillederne tyder på, at variationer i vævsmikrostruktur, fluoroforemission, og blodabsorptionsspektrale egenskaber, kombineret med vaskulær respons, bidrage til opførslen af ​​de registrerede signaler. Disse bruges til at indhente vævsfunktionel information og muliggøre evnen til at forudsige nytransplantation efter transplantation.

Disse oplysninger kan også anvendes til forudsigelse af nyresvigt, når visuel observation ikke kan, næsten umiddelbart efter en skade.

Anmeldere af undersøgelsen foreslog andre lovende applikationer til fremtidig udvikling, og forestillede sig, at denne fremgangsmåde blev brugt som et screeningsværktøj til vurdering af nyrelevedygtighed før transplantation. I særdeleshed, de sagde, disse omkostningseffektive screeningsmetoder kan gavne sundhedsvæsenet i udviklingslandene.

Multimodal billeddannelse har også givet indsigt i andre fysiologiske hændelser, der kan opstå under iskæmi og reperfusion.

"Dette værks enestående værdi ligger i realiseringen af ​​et brugbart praktisk system, der har et fremragende potentiale til at blive vedtaget i feltsituationer, "sagde journalredaktør Andreas Mandelis (University of Toronto).