Miniatur-Sonde für optische Kohärenztomographie nimmt Bilder im Gehirn auf Arterien
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Ein internationales Team aus Mikrotechnologen, Medizintechnikern und Neurochirurgen hat einen neuen Sondentyp entwickelt, hergestellt und getestet, mit dem Bilder aus dem Inneren der Arterien des Gehirns aufgenommen werden können.
In ihrem in Science Translational Medicine veröffentlichten Artikel beschreibt das Team, wie die Sonde entwickelt und gebaut wurde und wie sie sich in ersten Tests bewährt hat.
Wenn bei Patienten medizinische Probleme im Gehirn auftreten, wie etwa Blutgerinnsel, Aneurysmen oder Arterienverkalkung, sind die den Ärzten zur Diagnose zur Verfügung stehenden Mittel auf Bildgebungstechnologien beschränkt, die Bilder der Venen und Arterien von außerhalb des Gehirns aufnehmen. Solche Bilder werden dann als Karten verwendet, um katheterähnliche Geräte durch Venen und Arterien zu Teilen des Gehirns zu führen, um Reparaturen vorzunehmen.
Intravaskuläre Bildgebung mittels neurooptischer Kohärenztomographie (nOCT). Die nOCT-Sonde ist mit standardmäßigen neurovaskulären Mikrokathetern kompatibel und lässt sich in den in der klinischen Praxis verwendeten Verfahrensablauf integrieren. NOCT erfasst hochauflösende dreidimensionale optische Daten und ermöglicht eine volumetrische Mikroskopie gewundener Hirnarterien, umgebender Strukturen und therapeutischer Geräte. Quelle: Science Translational Medicine (2024). DOI: 10.1126/scitranslmed.adl4497
Das Problem bei diesem Ansatz besteht darin, dass die verwendeten Bilder nicht immer klar oder genau sind. Außerdem kann der Chirurg während der Reparatur nicht sehen, was in der Vene oder Arterie passiert, was dazu führt, dass die Eingriffe fast blind durchgeführt werden.
In dieser neuen Studie entwickelte das Team eine Sonde mit einer Kamera, die klein genug ist, um in einen Katheter zu passen, und mit der nahezu in Echtzeit Bilder aus den Venen und Arterien des Gehirns aufgenommen werden können.
Die neue Sonde basiert auf der optischen Kohärenztomografie, einer Art Bildgebungstechnologie, die von Augen- und Herzchirurgen zur Behandlung von Patienten eingesetzt wird. Sie erzeugt Bilder durch die Verarbeitung der Rückstreuung von Nahinfrarotlicht. Bisher waren solche Geräte für den Einsatz im Gehirn zu sperrig und starr.
Um dieses Problem zu lösen, ersetzte das Forschungsteam die Komponenten durch kleinere Teile, beispielsweise ein Glasfaserkabel, das so dünn ist wie ein menschliches Haar. Sie verwendeten außerdem eine modifizierte Glasart zur Herstellung der distalen Linse, die den Kopf der Sonde bildet und ihre Biegung ermöglicht.
Die resultierende Sonde ist größtenteils hohl und hat ein wurmartiges Aussehen. Sie rotiert außerdem mit einer Geschwindigkeit von 250 Mal pro Sekunde, was ihr hilft, sich leicht durch die Venen und Arterien zu bewegen. Die Kamera nimmt Bilder mit einer Frequenz auf, die dem Bedarf entspricht. Die gesamte Sonde passt problemlos in den Katheter, was das Platzieren und Bewegen in den Arterien und Venen des Gehirns sowie ihre Entfernung erleichtert.
Nach Tierversuchen wurde die Sonde an zwei Standorten, einem in Kanada und einem in Argentinien, in klinische Studien überführt. Bisher wurden 32 Patienten mit der neuen Sonde behandelt. Das Team berichtet, dass sich die Sonde bisher in allen Fällen als sicher, gut verträglich und erfolgreich erwiesen hat. Sie kommen zu dem Schluss, dass ihre neue Sonde für den allgemeinen Gebrauch bereit ist.