Инновационный ультразвуковой прибор поможет оценить риск инфаркта и инсульта

Ученые из Университета Штата Северная Каролина (North Carolina State University, США) и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (University of North Carolina at Chapel Hill, США) разработали ультразвуковой прибор, способный выявить атеросклеротическую бляшку, которая с высокой степенью вероятности может оторваться от стенки сосуда и вызвать у человека инфаркт миокарда или инсульт.

По мере старения человека на стенках его артерий откладываются атеросклеротические бляшки. Некоторые типы бляшек считаются «опасными», поскольку высока вероятность их отрыва от стенки кровеносного сосуда и попадания в системный кровоток. Если оторвавшаяся бляшка вместе с током крови попадет в сосуд меньшего диаметра и «закроет» кровоток к органу или ткани, это может привести к инфаркту миокарда или инсульту.

По словам одного из авторов исследования доктора Пола Дейтона (Paul Dayton), профессора кафедры объединенной биомедицинской инженерии в Университете Штата Северная Каролина и Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл, существующие в настоящий момент современные диагностические методы способны определить наличие бляшки на стенках артерий, но они не могут определить, насколько высока вероятность отрыва этой бляшки от стенки сосуда, и оценить степень возможного риска для здоровья пациента. «Нашей целью было разработать метод, который эффективно определяет, какая именно атеросклеротическая бляшка может оторваться от стенки артерии», – говорит доктор Дейтон.

Существуют два ультразвуковых диагностических метода, которые могут выявить атеросклеротическую бляшку, склонную к отрыву от стенки сосуда, но оба эти метода подразумевают применение контрастных веществ, называемых «микропузырьками». Первый метод основан на выявлении так называемых «vasa vasorum» – скоплений мельчайших кровеносных сосудов, которые часто инфильтрируют артериальную бляшку. Появление у атеросклеротической бляшки vasa vasorum считается одним из признаков того, что бляшка может оторваться от стенки сосуда. При проведении современного диагностического исследования в артерию пациента вводят микропузырьки, и они разносятся с током крови. Если vasa vasorum присутствуют в артерии, то микропузырьки также в них проникают, четко выявляя их на экране монитора при проведении ультразвукового обследования больного.

Второй метод – молекулярно-диагностический, он основан на применении «таргетных» микропузырьков. Эти микропузырьки прикрепляются к специфическим молекулам, которые с большей степенью вероятности встречаются в атеросклеротической бляшке, склонной к отрыву от стенки сосуда, чем в обычной бляшке. В результате «опасную» бляшку можно определить на изображениях, полученных при проведении ультразвукового исследования.

По словам одного из участников исследования, доктора Сяонинга Юанга (Xiaoning Jiang), доцента механической и аэрокосмической инженерии из Университета Штата Северная Каролина, профессора биомедицинской инженерии, существующие методы внутрисосудистой ультразвуковой диагностики не достаточно точно определяют наличие контрастных веществ.

«Поэтому мы разработали двухчастотный внутрисосудистый ультразвуковой датчик, который передает и получает акустические сигналы. Применение прибора с двумя частотами позволяет нам проводить все манипуляции, на которые способны существующие ультразвуковые приборы, а также упрощает процесс выявления контрастных веществ или микропузырьков, применяемых при молекулярной диагностике и при поиске vasa vasorum», – говорит Юанг.

Ученые получили многообещающие результаты при лабораторном тестировании прототипа устройства. Несмотря на это, по словам ученых, они продолжают совершенствовать свое изобретение. Исследователи надеются, что в скором будущем они смогут начать клинические испытания нового прибора.

Результаты исследования были опубликованы в журнале IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control.

Новый ультразвуковой прибор поможет выявить «опасную» для здоровья человека атеросклеротическую бляшку, наличие которой ассоциировано с повышенным риском развития инфаркта и инсульта. (фото: Xiaoning Jiang)

По материалам North Carolina State University