Với công nghệ hình ảnh laser mới, các nhà khoa học có thể xác định một cách hiệu quả liệu trái tim của người hiến tặng có phù hợp để cấy ghép hay không

Một nhóm các nhà nghiên cứu người Pháp đã tìm thấy gần đây một kỹ thuật hình ảnh laser mới hy vọng sẽ xác định được trái tim của người hiến tặng nào phù hợp để cấy ghép và trái tim nào sẽ dẫn đến kết quả xấu. Hiếm khi, nó không yêu cầu chụp động mạch vành hoặc sử dụng chất tương phản có thể làm hỏng tim được cấy ghép. Những phát hiện sơ bộ đã được công bố trên số tháng 4 năm 2023 của Tạp chí Quang học Y sinh (JBO).
Với công nghệ hình ảnh laser mới, các nhà khoa học có thể xác định hiệu quả sự phù hợp của tim người hiến tặng để cấy ghép
Hình ảnh tán xạ laser cho phép hình dung chi tiết mạch máu của trái tim cấy ghép của người hiến tặng đang đập để đánh giá khả năng sống sót trong ống nghiệm (tín dụng hình ảnh: Plyer et al. Các nhà nghiên cứu, JBO)
Dựa trên kinh nghiệm trước đây, bệnh động mạch vành nặng (CAD) là yếu tố chính quyết định liệu thất bại ghép nguyên phát và tử vong sớm có xảy ra sau ghép tim hay không. Và khi các tiêu chí về người hiến tặng mở rộng, tầm quan trọng của việc sàng lọc tim trước khi chỉ định ghép tim ngày càng trở nên nổi bật. Với danh sách chờ ghép tim dài, nhu cầu cấp thiết là tìm cách sàng lọc tim của người hiến tặng (donor heart) để xác định khả năng sống sót và các biến chứng tiềm ẩn của chúng.
Tuy nhiên, chụp động mạch vành xâm lấn, hiện được coi là "tiêu chuẩn vàng" để đánh giá tim của người hiến tặng, thực sự chỉ được thực hiện ở khoảng một phần ba số tim của người hiến tặng. Các nghiên cứu về tưới máu ex vivo (ESHP) có thể được thực hiện sau khi tim của người hiến tặng đã được lấy ra khỏi người hiến tặng và chất tương phản được sử dụng trong phương pháp này khiến tim bị thoái hóa.
Chính vì điều này, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm một phương pháp tối ưu hơn để bảo quản quả tim tốt hơn.
Nhóm nghiên cứu của Pháp nói trên gần đây đã nghiên cứu một kỹ thuật chụp ảnh dựa trên tán xạ laser không tiếp xúc, có thể đánh giá cấu trúc và chức năng của các mạch máu trong tim mà không cần chất tương phản. Các nhà nghiên cứu đã thiết lập kỹ thuật Chụp ảnh Tương phản Trực giao Tán xạ Laser (LSOCI) để phát hiện có chọn lọc sự tán xạ đa dạng của các tế bào hồng cầu di động. Tia laser được tập trung vào tim của người hiến tặng và ánh sáng tán xạ ngược từ các hạt chuyển động có thể được quan sát bằng máy ảnh, tạo ra hiệu ứng làm mờ có thể được sử dụng làm độ tương phản giữa các mạch máu và mô xung quanh.
Là một kỹ thuật quang học toàn trường, LSOCI cho phép tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao của toàn bộ mạch máu ngoại biên của tim với khả năng chụp ảnh thời gian thực. Giáo sư Elise Colin từ Đại học Paris Saclay, Pháp, giải thích trong một tuyên bố từ Hiệp hội Quang học và Quang tử Quốc tế (SPIE), "Kỹ thuật quang học cho phép chụp ảnh độ phân giải cao của toàn bộ hệ thống mạch máu ngoại vi của tim trong thời gian thực. "
Để xác thực phương pháp này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một mô hình lâm sàng để nghiên cứu sự tuần hoàn mạch vành của tim của người hiến tặng trước khi cấy ghép. Sau đó, họ gắn một tia laser và máy ảnh lên một cánh tay có khớp nối cố định phía trên mô-đun truyền dịch (chứa tim của người hiến tặng) để tạo ra và phân tích mô hình đốm thay đổi nhanh chóng.
Để vượt qua những thách thức trong việc theo dõi hệ thống mạch máu do tim đang đập, các nhà nghiên cứu đã tối ưu hóa thêm một phương pháp gọi là "tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm được tăng cường đa chu kỳ" (MPE-SNR). Theo thời gian, họ đã chụp một loạt hình ảnh và xây dựng một khung mô tả hệ thống mạch máu tại các vị trí tương tự trong tim. Mỗi hình ảnh trong chuỗi sau đó được tối ưu hóa bằng cách sử dụng các hình ảnh khác, giảm nhiễu và tăng cường chi tiết.
Các hình ảnh được tối ưu hóa đại diện cho hệ thống mạch máu tại các thời điểm khác nhau. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loạt hình ảnh như vậy để hình dung các hệ thống mạch máu nhỏ tới 100 micron chỉ trong vài giây và hiển thị chính xác quá trình lưu thông máu. Trong tương lai, kỹ thuật này hy vọng sẽ được sử dụng để xác định các bất thường về tưới máu cơ tim, cũng như đặc trưng cho bệnh tim tiềm ẩn (ví dụ, bệnh động mạch vành).