Artigo de método

Tomografia Optoacústica Multiespectral para Imagem Funcional em Pesquisa Vascular

DOI:

10.3791/63883

⸱

8 de junho de 2022

 ,  , 
1CBIOS - Universidade Lusófona‘s Research Center for Biosciences and Health Technologies

Neste artigo

Resumo

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O presente protocolo descreve a aquisição de imagens optoacústicas multiespectrais de vasculatura cutânea humana in vivo. Estes incluem a quantificação de hemoglobina e melanina, considerados cromóforos de interesse para análise funcional.

Resumo

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O comprometimento microcirculatório tem sido reconhecido em vários processos de doença, subjacente a esse tema crescente dentro da pesquisa vascular. Nos últimos anos, o desenvolvimento de sistemas de imagem ao vivo estabeleceu o ritmo (analítico) na pesquisa básica e clínica, com o objetivo de criar novos instrumentos capazes de fornecer endpoints quantificáveis em tempo real com interesse clínico e aplicação. Espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS), tomografia por emissão de pósitrons (PET), tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (RM) estão disponíveis, entre outras técnicas, mas o custo, a resolução da imagem e o contraste reduzido são reconhecidos como desafios comuns. A tomografia optoacústica (OT) oferece uma nova perspectiva sobre a imagem funcional vascular, combinando capacidades de absorção óptica e resolução espacial de última geração (da resolução óptica microscópica à acústica milimétrica) com a profundidade do tecido. Neste estudo, testou-se a aplicabilidade da tomografia optoacústica multiespectral (ODM) para imagens funcionais. O sistema usa um oscilador óptico paramétrico ajustável (OPO) bombeado por um laser Nd: YAG, fornecendo pulsos de excitação detectados por uma sonda 3D em comprimentos de onda de 680 nm a 980 nm. As imagens obtidas do antebraço humano foram reconstruídas através de um algoritmo específico (fornecido dentro do software do fabricante) com base na resposta de cromóforos específicos. A Hemoglobina Oxigenada Máxima (HbOMáxima 2) e a Hemoglobina Desoxigenada (Hb Máxima), a Hemoglobina Total (HbT) e a Saturação Média de Oxigênio (mSO2) à densidade vascular (μVu), distâncias médias interunidades (ζAd) e volume sanguíneo capilar (mm3) podem ser medidas usando esse sistema. O potencial de aplicabilidade encontrado com este sistema de OT é relevante. Os desenvolvimentos contínuos de software certamente melhorarão a utilidade desse sistema de imagem.

Introdução

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As doenças cardiovasculares são as principais causas recorrentes de morte em todo o mundo e representam um enorme fardo para qualquer sistema de saúde 1,2. A tecnologia tem sido um dos principais contribuintes para a expansão de nossa compreensão da fisiopatologia cardíaca e vascular fundamental, fornecendo ferramentas diagnósticas mais precisas e a possibilidade de detecção precoce de doenças e manejo mais eficaz. As técnicas de imagem oferecem a possibilidade de medir não apenas o desempenho cardíaco e dos vasos maiores, mas também, em uma escala muito menor, calcular a densidade capilar, a perfusão e o volu....

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Protocolo

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O protocolo experimental foi previamente aprovado pelo Comitê de Ética da Faculdade de Ciências da Saúde (CE) da Universidade. ECTS/P10.21). Os procedimentos respeitaram plenamente os princípios de boas práticas clínicas definidos para a pesquisa em humanos13. Uma amostra conveniente de seis participantes saudáveis de ambos os sexos (n = 3 por sexo) com idade média de 32,8 ± 11,9 anos foi escolhida da comunidade universitária. Os participantes selecionados deveriam ser normotensos, não fumantes e livres de qualquer medicação ou suplementação alimentar. A pressão arterial, a frequência cardíaca e o Índice de Massa Corporal também foram registrad....

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Resultados

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Os dados fornecidos pela imagem optoacústica podem ser analisados em imagens de exportação pós-processadas (Figura 2) e dados plotados (Figura 3). O objetivo aqui foi introduzir a operação da imagem funcional optoacústica e explorar sua aplicação em pesquisas vasculares mais comumente conhecidas. Para tanto, comparamos as imagens adquiridas durante o repouso e após uma oclusão de 200 mmHg de uma artéria principal fornecedora (Figura 2

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Discussão

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Este protocolo enfatiza as etapas de trabalho consideradas como requisitos práticos para operar este novo instrumento de imagem optoacústica, desde o posicionamento adequado (participante, sonda) necessário para a estabilização da sonda de copo 3D até a aquisição de imagens, seleção de ROI e reconstrução e análise de imagens.

A abordagem experimental proposta, utilizando aquisições "instantâneas" juntamente com imagens obtidas em condições dinâmicas, ilustra o interesse e a utilidade deste ins.......

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Divulgações

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Os autores não relatam conflitos de interesse.

Agradecimentos

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Esta investigação é financiada pela ALIES e COFAC principais fornecedores da tecnologia em estudo, e pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) através da bolsa UIDB/04567/2020 ao CBIOS.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
ManguitoPIC107001
CortinasPajunk021151-1501
Etanol 70%Sigma AldrichEX0281
GoglessUnivet559G.00.00.201
KimwipesAmoos5601856202331.00
MSOTiTheraMSOTAcuity
Braço estabilizadorITEMAuto-projetado e montado
Gel de ultrassomParker Laboratories308
Creme de depilaçãoVeetkkdg08hagd

Referências

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  1. Iskander-Rizk, S., vander Steen, A. F. W., van Soest, G. Photoacoustic imaging for guidance of interventions in cardiovascular medicine. Physics in Medicine and Biology. 64 (16), (2019).
  2. Cakmak, H. A., Demir, M. MicroRNA and cardiovascular diseases. Balkan Medical J....

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Etiquetas

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