Ежегодно примерно два миллиона человек в США получают стенты — специальные каркасы, которые расширяют суженные или заблокированные артерии и восстанавливают кровоток. Проблема в том, что за этими спасительными конструкциями нужно постоянно следить: не сломались ли они, не сместились ли. А текущие методы проверки — дело небезопасное: они либо требуют проникновения внутрь организма, либо связаны с облучением.

Нас это вдохновило проверить, может ли фотоакустическая визуализация помочь в наблюдении за стентами прямо через кожу, — говорит Майонгсу Сонг, соавтор исследования из Университета Сиань Цзяотун-Ливерпуль в Китае.

Ученые впервые продемонстрировали, что микроскопия на основе фотоакустического эффекта способна на это.

В журнале Optics Letters исследовательская группа описала эксперименты, в которых им удалось рассмотреть стенты через кожу мыши в различных условиях, имитирующих реальные клинические ситуации:

• Повреждение стента (трещины, сжатие).
• Смещение стентов.
• Накопление «бляшек» — для их имитации использовали обычное масло.

Хотя наши результаты — лишь первый шаг, дальнейшая разработка технологии может позволить проводить частое и неинвазивное наблюдение за состоянием стентов — без хирургического доступа и воздействия рентгена, — добавляет соавтор работы Сун-Лян Чен из Шанхайского университета Цзяо Тонг.

Это сделает контроль за состоянием пациентов со стентами и проще, и безопаснее.

Как звук помогает увидеть стент

Фотоакустическая визуализация — это метод, при котором материалы поглощают свет и испускают звуковые волны. Эти волны и улавливают специальные датчики. Поскольку звук в тканях рассеивается меньше, чем свет, этот метод позволяет получать более четкие изображения на большей глубине по сравнению с чисто оптическими способами.

Ранее фотоакустику уже использовали для визуализации стентов, но с помощью эндоскопа, что все равно подразумевает инвазивную процедуру для пациента. Новая же работа проверяет возможность бесконтактного мониторинга через кожу.

Интересно, что ученые смогли легко отличить «бляшку» из масла от самого стента. Поскольку налет и металл по-разному поглощают свет, использование двух длин волн (670 нм и 1210 нм) помогло их различить.

Перспективы для глубоко расположенных стентов

Для стентов, установленных в местах доступа для диализа (они обычно расположены неглубоко под кожей), больше подойдет фотоакустическая микроскопия. Если же стент находится глубоко в теле, например, в сонной артерии, может потребоваться другой вариант метода — фотоакустическая томография.

Прежде чем метод станет клинической практикой, предстоит большая работа: эксперименты на живых животных, первые клинические испытания и адаптация системы для разных участков тела.

Реальная польза этого исследования — в потенциальном сдвиге парадигмы наблюдения за пациентами со стентами. Сегодня контроль — это всегда событие: поход в клинику, часто инвазивная процедура или облучение. Это создает барьер для частого и безопасного мониторинга. Если технологию доработают, она может превратить наблюдение в быструю, безболезненную и безопасную рутину, похожую на УЗИ. Врач сможет буквально «посветить» на артерию через кожу и сразу увидеть, не отошел ли стент, не треснул ли, не начал ли он обрастать тромбом или новой бляшкой. Это позволит выявлять проблемы на самых ранних стадиях, предотвращая катастрофы вроде внезапного тромбоза, и кардинально повысит качество жизни миллионов людей с имплантированными стентами.

Основное критическое замечание касается глубины проникновения. В исследовании использовалась кожа мыши, которая по своим оптическим и акустическим свойствам, а также по толщине, радикально отличается от человеческой, особенно в областях, где часто устанавливают стенты (например, коронарные артерии). Даже для стентов в артериях ног или сонных артериях, которые расположены относительно неглубоко, толщина жировой и мышечной ткани у человека может быть существенной и серьезно ухудшить качество сигнала. Заявление о применимости фотоакустической томографии для глубоких стентов в данном исследовании является лишь предположением, не подкрепленным экспериментальными данными. Таким образом, главный вопрос — сможет ли метод обеспечить достаточное разрешение и отношение сигнал/шум на клинически значимых глубинах у людей — остается открытым.

Ранее российские ученые разработали новый метод печати стентов.