Российские ученые разработали экономичный метод для визуализации кровотока в сосудах головного мозга. Точность метода позволяет реконструировать карту сосудов по движению отдельных эритроцитов без использования токсичных красителей и дорогостоящей генной инженерии. Статья опубликована в журнале The European Physical Journal Plus.
Для картирования кровеносных сосудов мозга используются различные способы визуализации, в том числе высокоточный метод, основанный на регистрации инфракрасного излучения с введением в кровоток флуоресцентных красителей. Однако красители токсичны и могут вызывать изменения в сосудах, что делает изображения менее достоверными. В качестве альтернативы можно использовать генетически модифицированных животных, у которых внутренняя оболочка кровеносных сосудов излучает свет сама по себе. Но оба этих метода очень дороги.
Ученые Сколтеха и Саратовского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского разработали новый недорогой метод визуализации, позволяющий различать даже мельчайшие капилляры головного мозга. Технология основана на сочетании оптической микроскопии и обработки изображений. При этом она не требует использования красителей. Благодаря высокой точности она позволяет обнаружить все эритроциты, движущиеся по кровеносным сосудам. В этом основное преимущество перед другими методами, так как в капиллярах не так уж много эритроцитов, а при визуализации важен каждый.
«В нашем методе для обработки изображений головного мозга, полученных с помощью стандартного оптического микроскопа, используется покадровая фильтрация. Метод позволяет различать отдельные движущиеся эритроциты и получать детальные изображения сети кровеносных сосудов головного мозга вплоть до мельчайших капилляров, что, в свою очередь, обеспечивает точную оценку скорости кровотока методом цифровой трассерной визуализации потоков», — рассказывает ведущий автор исследования Максим Курочкин.
Работоспособность метода ученые продемонстрировали на эмбрионе курицы и мозге мыши. Метод позволяет получать две важные характеристики кровеносной системы — скорость кровотока и диаметр сосуда. Из них можно извлечь информацию об эластичности сосудов, жесткости мембран, давлении и вязкости крови. Эти параметры могут использоваться для построения моделей кровообращения. В перспективе результаты позволят лучше понять физиологию эндотелиальных клеток, состояние которых является физиологической основой многих сердечно-сосудистых заболеваний.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
