פרפוזיה מיקרווסקולרית במעקב באמצעות הדמיית ניגודיות בלייזר ספקל במהלך פגיעת איסכמיה-רפרפוזיה בכליה בעכברים
27 בפברואר 2026
מערכת הדמיית ניגודיות בלייזר עם נקודות שימשה למעקב אחר השינויים בזרימת הדם המיקרו-כלי דם בכליה במהלך איסכמיה-ריפרפוזיה חד-צדדית לאחר כריתת הכליה הימנית בעכברים.
במחקר זה, אנו משתמשים במערכות הדמיית הניגודיות של הלייזר Speckle כדי לנטר את המיקרופרפוזיה בגינאה במהלך ריפרפוזיה איסכמיה. טכנולוגיה זו יכולה להיות מיושמת במחקרים הקשורים לשינויים בזרימת הדם, כמו השתלות איברים מוצקים, יעילות תרופתית ומחקרים של איסכמיה. יש להתחיל לחטא את שולחן הניתוח לפני כל הליך.
סדר כלים מחוטאים, מטליות כותנה, גזה, חומרי הרדמה מדוללים מראש וכל שאר הפריטים הנדרשים מסודרים על השולחן. מתן מלוקסיקאם במינון 0.2 מיליגרם לקילוגרם משקל גוף בהזרקה תת-עורית 30 דקות לפני הניתוח להקלה על הכאב. שפוך מי מלח מחוטא למיכל נקי.
בעזרת מספריים, חתכו פתח מתאים במרכז חתיכת גזה. הנח עכבר מורדם על כרית החימום וקבע אותו עם סרט דבק. מרחי קרם להסרת שיער בבטן.
באמצעות כרית חימום, שמרו על טמפרטורה רקטלית של 37 מעלות צלזיוס לאורך כל הניתוח. עם מטוש כותנה, חיטו את אזור הניתוח תחילה ב-75% אלכוהול, ואז ביודופור, וחזרו על ההליך פעמיים נוספות. לאחר מכן השתמשו במלקחיים כדי ללחוץ על אצבע העכבר כדי לוודא שאין תגובת כאב.
עם זוג מספריים, בצעו חתך בטני אנכי בקו אמצע. הפרדו בעדינות את העור מהפריטונאום ואז חתכו את הפריטונאום כדי להיכנס לחלל הבטן. הפעילו רטרקטור כדי לשפר את הראייה.
כסו את שדה הניתוח בגזה, ליישר את הפתח עם חלל הבטן. הרטיב את הגזה במי מלח. בעזרת מטוש כותנה, הזז בעדינות את המעי לצד אחד כדי לחשוף את הכליה הימנית והרקמות הסובבות.
קפלו את הגזה כדי לכסות את המעי, ואז הרטיבו אותה במי מלח כדי למנוע ייבוש. לאחר מכן, השתמשו בזוג מלקחיים בזווית כדי להרים את השופכן הימני. העבר שני חוטי תפר 6-0 דרך השופכן וקשור בשתי עמדות.
באמצעות מיקרו-מספריים, חתכו את השופכן בין שתי הליגטורות. לאחר מכן השתמשו בכדורי כותנה רטובים במי מלח שמוחזקים במלקחיים דקים כדי לדחוף בעדינות את הכבד כלפי מעלה. תקבע את הכבד עם כדורי הכותנה כדי לחשוף את הכליות וכלי הדם הימניים.
לאחר מכן, השתמשו במלקחיים בזווית כדי להפריד בצורה קהה את כריות השומן הפרינפריות עד שהעורק הכלייתי והווריד נחשפים במלואם. בזהירות. החליק את המלקחיים מתחת לעורק הכליה והווריד כדי ליצור תעלה, העבר תפר משי קלוע בקוטר 6-0 סביב שני כלי הדם וקשור אותם יחד. חתכו את עורק הכליה והווריד החסומים ליד הכליה.
הסר את הכליה עם רקמה דביקה לזה. ואז הסר את כדור הכותנה שמשמש להחזיק את הכבד. הפעל את מערכת הדמיית הניגודיות בלייזר והפעל את התוכנה הייעודית.
לחץ על התמונה המקורית ואז תצוגה מקדימה כדי להציג את תמונת השדה הכירורגי הגולמית. הזז את העכבר. כוון את ההגדלה של המצלמה בזמן צפייה בתמונה המקורית כדי לקבל תמונה ברורה של הכליה המטרה.
לאחר מכן לחצו על תצוגה סימולטנית כדי לצפות בדימות זרימת דם בזמן אמת. הגדר הגדלה ל-2.5X ובחר בכוונון אוטומטי של זרימת הדם. ואז נעל את פרמטרי זרימת הדם.
הגדר הקלטה ללכוד פריים אחד כל 5,000 מילישניות. לאחר מכן, הגדר את פרמטר גודל שטח הריבוע ל-112 ומקם באופן אחיד חמישה אזורים מרובעים בתמונת הכליה. לחץ על רישום תמונה בזמן אמת והקלט כדי להתחיל בהקלטת זרימת הדם.
לאחר רישום קו בסיס של 30 דקות, הפרד באופן ישיר רקמת שומן סביב כלי הכליה השמאליים. באמצעות מלקחיים המוסטטיים, הניחו מיקרוקלאמפ על עורק הכליה השמאלי והווריד ליד ההילום. המשך במעקב בזמן אמת עוד 30 דקות.
שחרר את המיקרוקלמפ כדי להתחיל רפרוזיה. לעקוב ולתעד התאוששות בזמן אמת של זרימת דם מיקרווסקולרי בכליות. לאחר מעקב אחר רפרוזיה למשך לפחות 60 דקות, הפסיקו את ההקלטה וסגרו את החתך בבטן.
נתן מיליליטר מלח אחד בהזרקה תוך-צפיקית כדי למנוע התייבשות. הנח את העכבר על כרית החימום והמוניטור עד שהוא מתעורר ויכול להתאזן. במהלך 30 הדקות הראשונות, זרימת הדם המיקרווסקולרית הכלייתית התייצבה בהדרגה בנקודת הבסיס.
הטרוגניות ברמות הפרפוזיה בין אזורי עניין שונים נצפתה לפני איסכמיה. לאחר סגירת העורק והווריד, זרימת הדם ירדה בחדות ומיקרוסקופציית הדם הכלייתית נכנסה למצב של אי-פרפוזיה. עם שחרור הקלמפ, זרימת הדם עלתה מיד לשיא ואז ירדה לפני שהתאוששה בהדרגה לרמה יציבה יחסית.
הפרפוזיה מיקרווסקולרית במהלך 60 דקות של רפווזיה הייתה נמוכה בהרבה מזו שלפני איסכמיה. ניתן לקבל את זרימת הדם של מיקרופרפוזיה הכלייתית דרך מערכות הדמיית הניגודיות בלייזר ספקל. ובכך מאמתים את תהליך האיסכמיה והרפרפוזיה.
כדי לקבל כליה ברורה עם חומר ניגוד טוב, עלינו להיות סבלניים ולהשקיע זמן בהפרדת הכליה מהמשאב הסובב ומהרקמות. בעתיד ניתן לשלב מדדים נוספים של פתופיזיולוגיה וטכנולוגיה זו יכולה לשמש למעקב אחר השפעת התרופות על איסכמיה כלייתית.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
דימות ניגודיות נקודות לייזר (LSCI) היא טכניקה לא פולשנית למדידת פרפוזיית דם שטחית על פני שטחים נרחבים ברזולוציה ספטיו-טמפורלית גבוהה. מאמר זה מדגים את השימוש ב-LSCI לרישום זרימת דם במהלך פגיעת איסכמיה-רפרופוזיה (IRI) רנלית חד-צדדית בעכברים. לאחר כריתת הכליה הימנית, הכליה השמאלית מדוממת לפני, במהלך ואחרי האיסכמיה, כאשר נבחרים אזורי עניין (regions of interest) כדי לנטר שינויים בזרימת הדם בזמן אמת. השיטה מאפשרת הערכה חצי-כמותית של זרימת דם הטרוגנית והערכה של קינטיקת הרפרופוזיה וההומוגניות המרחבית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- דימות ביו-רפואי
- פיזיולוגיה של הכליות
- פגיעה בשל איסכמיה ופרפוזיה חוזרת
רקע
- LSCI מספקת ניטור לא פולשני ובזמן אמת של פרפוזיה מיקרו-וסקולרית.
- IRI כלייתי הוא מודל נפוץ לחקר נזק ושיקום של הכליות.
- הערכת ההטרוגניות של זרימת הדם היא קריטית להבנת מנגנוני הפגיעה.
- לטכניקות הנוכחיות חסרה לרוב הרזולוציה המרחבית-זמנית הדרושה להדמיה כלייתית דינמית.
מטרת המחקר
- להדגמת LSCI לניטור זרימת דם במהלך IRI כלייתי בעכברים.
- להצגת מיפוי בזמן אמת של שינויי פרפוזיה בכליה.
- לאפשר ניתוח חצי-כמותי של זרימת דם באזורי עניין (ROI) נבחרים.
- להערכת קינטיקת הרפרפוזיה וההומוגניות המרחבית לאחר פגיעה איסכמית.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- מודל של פגיעת רפרפוזיה-איסכמיה כלייתית חד-צדדית בעכברים לאחר כריתת כליה ימנית.
- מערכת דימות ניגודיות של נקטיות לייזר (LSCI) לוויזואליזציה של זרימת דם.
- כוונון מיקום העכבר ונקודת המיקוד של העדשה לצילום הכליה השמאלית.
- בחירת אזורי עניין (ROIs) לניטור סימולטני של זרימת דם.
- סריקת LSCI לפני, במהלך ואחרי אירועי איסכמיה.
תוצאות עיקריות
- שיטת LSCI אפשרה ויזואליזציה מוצלחת של הפרפוזיה המיקרו-וסקולרית של הכליה בזמן אמת.
- שינויים בזרימת הדם כוונתו באופן חצי-כמותי באזורים שונים של הכליה.
- איסכמיה הובילה לירידות ניתנות לזיהוי בפרפוזיה, ולאחריהן דינמיקה של רפרפוזיה.
- ניתוח ROI אפשר ניטור סימולטני של תגובות זרימת דם הטרוגניות.
מסקנות
- LSCI הוא כלי בעל ערך להערכה לא פולשנית ובזמן אמת של זרימת הדם בכליות.
- הוא מאפשר ניטור חצי-כמותי של הפרפוזיה במהלך IRI ושלב ההחלמה.
- הטכניקה יכולה להעריך התערבויות המשפיעות על קינטיקת הרפרפוזיה וההומוגניות המרחבית.
- LSCI ישים לשימוש במודלים של IRI כלייתי בעכברים ובמודלים דומים של פגיעה וסקולרית בבעלי חיים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות לתעשייה
דימיון ניגודיות נקודות לייזר (LSCI) מאפשר ניטור לא פולשני ובזמן אמת של פרפוזיה מיקרו-וסקולרית במודלים פרה-קליניים, ובכך תומך בהסרת סיכונים מכניסטיים במחקרי פגיעה עקב איסכמיה וreperfusion בכליות. באמצעות אספקת נתונים חצי-כמותיים של זרימת דם במרחב ובזמן, LSCI משפר את תיקוף המטרה ואת הביטחון החוזי בתהליכי גילוי מוקדמים. הטכניקה תומכת ברציפות תרגומית על ידי מתן אפשרות להערכת השפעות ההתערבות על קינטיקה של reperfusion והומוגניות מרחבית.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות באמצעות ויזואליזציה של שינויים בפרפוזיה מיקרו-וסקולרית במהלך IRI כלייתי.
- ערך תפעולי: תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים באמצעות הערכה חצי-כמותית בזמן אמת של תגובות המודינמיות לפגיעה איסכמית.
- ערך אסטרטגי: מסייע בביסוס ביטחון חיזוי בתיקוף מטרות (target validation) על ידי לכידה של דינמיקת זרימת דם הטרוגנית באזורי הכליה השונים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- ערך מדעי: מכין מערכות ביולוגיות מתוקפות לתהליכי עבודה המשכיים על ידי קביעת פרופילי בסיס של פרפוזיה ותגובה לפגיעה.
- ערך תפעולי: מקדם סטנדרטיזציה ושחזוריות של הבדיקות באמצעות בחירה עקבית של ROI ופרוטוקולי סריקה זמניים.
- ערך אסטרטגי: משפר את המוכנות לסריקה על ידי מתן אפשרות לניטור ארוך-טווח ואמין של השפעות תרכובות על קינטיקה של רפרפוזיה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: תואם למערכות רלוונטיות למחלה על ידי מידול IRI כלייתי אנושי בעכברים עם נקודות קצה מדידות של פרפוזיה.
- ערך תפעולי: מבטיח רציפות משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני באמצעות מעקב אורך, לא פולשני, אחר זרימת הדם.
- ערך אסטרטגי: תומך בהחלטות קידום מותאמות סיכון על ידי כימות הומוגניות reperfusion והתאוששות קינטית לאחר התערבות.
שילוב תהליכי עבודה וקווי עיבוד
LSCI משתלב ברצף הגילוי, מהביולוגיה המוקדמת ועד לזיהוי מובילים (leads), על ידי אספקת קריאות המודינמיות המעניקות מידע למחקרי מנגנון פעולה ומעורבות מטרה.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות ובבירור מסלולים על ידי קישור תגובות כלי דם למנגנוני פגיעה איסכמית.
- סריקה: מאפשר מוכנות של בדיקות באמצעות מדידות פרפוזיה חצי-כמותיות הניתנות לשחזור ב-ROIs מוגדרים.
- אנליטיקה: מספק פלטים כמותיים כגון שטף פרפוזיה ומדדי הטרוגניות מרחבית לצורך ניתוח השוואתי של תנאים.
- מחקר תרגומי: מקשר לרציפות פרה-קלינית על ידי ניטור קינטיקת רפרפוזיה כביומארקר תרגומי של התאוששות.
- שימוש חוזר ארגוני: משמש כפלטפורמת דימות רב-פעמית הישימה במודלים של פגיעות בכלי דם ובמערכות איברים שונות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי על ידי הפחתת עמימות מכניסטית במודלים של פגיעה בכלי דם.
- ערך תפעולי: מספק סטנדרטיזציה, שחזוריות ויכולת הרחבה בין מעבדות וצמצום לוחות זמנים של מחקרים.
- ערך אסטרטגי: משפר החלטות של המשך או הפסקה (go/no-go) על ידי אספקת ביומרקרים המודינמיים מוקדמים של יעילות ההתערבות.
- השפעה על תיק הפרויקטים: מאפשר תיעדוף מותאם סיכונים המבוסס על הומוגניות מרחבית של reperfusion ופרופילים קינטיים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בדימות תוך-חי (intravital imaging) ובפיזיולוגיה של הכליות לצורך הגדרה ופירוש מדויקים.
- תלוי במכשור LSCI עם מיקוד ניתן לכיוון ומיקום במה המאפשרים ויזואליזציה של הכליה.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של בחירת ROI ומרווחי סריקה כדי להשיג תוצאות הדירות.
- כולל שיקולי התאמה בעת העברה לאיברים שטחיים אחרים או למודלים של מחלות.
- מוגבל לפרפוזיה שטחית; לא ניתן להעריך מיקרו-וסקולריזציה רנלית עמוקה ללא חשיפה כירורגית.
