ปริมาณเลือดที่ไปเลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจลดลง หรือที่เรียกว่า cardiac ischemia สามารถนำไปสู่อาการเจ็บหน้าอกหรือหัวใจวายได้ ขณะนี้กรณีของภาวะขาดเลือดที่สงสัยกำลังได้รับการตรวจสอบโดยใช้หลอดเลือดหัวใจตีบ (ICA) ซึ่งให้การประเมินทั้งทางกายวิภาคและการทำงานของหลอดเลือดหัวใจ อย่างไรก็ตาม ICA เป็นขั้นตอนการบุกรุกที่เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่ค่อนข้างหายาก
แต่อาจร้ายแรงสำหรับผู้ป่วยในหลอดเลือดแดงส่วนปลาย
จะใช้การถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ Doppler แบบไม่รุกรานและไม่ทำให้เกิดไอออนแทนการทำ angiography แต่สำหรับการใช้งานด้านหัวใจ การถ่ายภาพด้วย Doppler นั้นทำได้ยาก เนื่องจากการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วของกล้ามเนื้อหัวใจตายและคำจำกัดความของอัลตราซาวนด์แบบธรรมดาไม่เพียงพอ
เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ นักวิจัยจากหน่วยวิจัยPhysics for Medicine ของฝรั่งเศส (INSERM, ESPCI, CNRS, PSL University) ได้แนะนำวิธีการที่เรียกว่า ultrafast Doppler coronary angiography (UDCA) ซึ่งใช้อัลตราซาวนด์ 2D ที่รวดเร็วเป็นพิเศษในการมองเห็นหลอดเลือดหัวใจที่มีขนาดเล็กถึง 100 µm ในหัวใจที่เต้นแรง ตอนนี้พวกเขาได้ขยายแนวทาง UDCA ไปสู่สามมิติ ซึ่งช่วยให้สามารถถ่ายภาพ 3 มิติและวัดปริมาณการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดหัวใจในจังหวะเดียวได้
“2D UDCA สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของการไหลของหลอดเลือดได้ ตัวอย่างเช่น ระหว่างสภาวะพักและสภาวะความเครียด แต่ไม่สามารถหาปริมาณความเร็วของการไหลของหลอดเลือดหัวใจที่แน่นอนได้” Mathieu Pernot ผู้เขียนร่วม อาวุโส อธิบาย “ด้วย 3D UDCA มันเป็นเรื่องราวที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากให้ข้อมูลจำนวนมหาศาลในอัตราปริมาตรที่สูงมาก ข้อมูลเหล่านี้ประกอบด้วยข้อมูลเนื้อเยื่อและการเคลื่อนที่ของกระแสทั้งหมด ซึ่งช่วยให้สามารถวัดความเร็วการไหลสัมบูรณ์ได้อย่างแม่นยำภายในเวลาไม่กี่สิบมิลลิวินาที”
การประเมินในร่างกายเพื่อประเมินเทคนิค 3D UDCA
ใหม่ของพวกเขา Pernot และเพื่อนร่วมงานได้ทำการถ่ายภาพการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดหัวใจในร่างกายในการทดลองสุกรแบบเปิดหน้าอก พวกเขาวางโพรบอัลตราซาวนด์เมทริกซ์อาเรย์ 32 × 32 องค์ประกอบบนช่องซ้ายของสัตว์ในภูมิภาคที่กระจายโดยหลอดเลือดแดงด้านหน้าซ้าย (LAD)
ทีมงานได้ออกแบบลำดับอัลตราซาวนด์ที่เร็วมาก (1000 โวลลุ่ม/วินาที) ซึ่งแสดงภาพหลอดเลือดหัวใจในแบบ 3 มิติโดยใช้การถ่ายภาพด้วยไฟดอปเปลอร์ พวกเขายังใช้การวิเคราะห์ vector Doppler (การถ่ายภาพอัลตราซาวนด์อัลตราซาวนด์ 4 มิติ) เพื่อประเมินความเร็วการไหลสัมบูรณ์ ในการประมาณอัตราการไหล ขั้นแรก พวกเขาใช้ปริมาตร 3D power-Doppler เพื่อวาดหลอดเลือดหัวใจบนชิ้นส่วน 2D ต่อเนื่องกัน 32 ชิ้น สำหรับแต่ละชิ้น พวกเขาคำนวณอัตราการไหลโดยการรวมฟลักซ์ (อัตราการไหลต่อหน่วยพื้นที่) เหนือพื้นที่หน้าตัดของถัง ในที่สุด พวกเขาเฉลี่ยอัตราการไหลในส่วนต่างๆ
ในการทดลองชุดแรกของพวกเขา นักวิจัยได้ถ่ายภาพส่วนเล็ก ๆ ของหลอดเลือดแดง LAD ในหัวใจของสัตว์ห้าตัว พวกเขาใช้ 3D UDCA เพื่อประเมินการไหลของหลอดเลือดหัวใจตลอดระยะ diastolic ซึ่งหัวใจผ่อนคลายหลังจากการหดตัวในจังหวะเดียว
การแสดงภาพการไหลของหลอดเลือดมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อการเคลื่อนไหวของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจมีน้อย – ที่ diastole ระยะแรกก่อนที่จะคลายตัวของกล้ามเนื้อหัวใจและที่ปลาย diastole ในช่วงกลางไดแอสโทล การเคลื่อนที่ของเนื้อเยื่ออย่างรวดเร็วทำให้ไม่สามารถสร้างสัญญาณขึ้นมาใหม่ได้อย่างแม่นยำ นักวิจัยยังใช้การวิเคราะห์ vector Doppler เพื่อประเมินความเร็วการไหลเวียนของเลือดสัมบูรณ์ พวกเขาสังเกตเห็นความเร็วสูงสุดประมาณ 15 ซม./วินาที ที่กลางหลอดเลือดแดง ลดลงไปทางขอบ
จากนั้น ทีมงานได้ตรวจสอบภาวะเลือดคั่งในเลือดสูง
(การเพิ่มขึ้นของการไหลเวียนของเลือดหลังจากการอุดหลอดเลือดแดง) ในสัตว์ 5 ตัว หลังจากการอุดหลอดเลือดแดง LAD นานถึง 90 วินาที ความเร็วการไหลสูงสุดเพิ่มขึ้นจากประมาณ 12 ซม./วินาที เป็นมากกว่า 20 ซม./วินาที ระหว่างภาวะเลือดในเลือดสูงที่เกิดปฏิกิริยา ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการไหลที่สังเกตได้เพิ่มขึ้นจากประมาณ 70 เป็น 120 มล./นาที
นักวิจัยยังได้ประเมินด้วยว่า 3D UDCA สามารถเห็นภาพหลอดเลือดหัวใจตีบ (การตีบของหลอดเลือดแดง) ในสัตว์สามตัวได้หรือไม่ พวกเขาใช้เครื่องปิดปลอกแขนแบบใช้ลมแบบเป่าลมซึ่งวางอยู่รอบหลอดเลือดแดงเพื่อสร้างการตีบของหลอดเลือดแดง LAD ที่ใกล้เคียง 30%, 50% และ 70%
LAD ตีบโวลุ่ม Power-Doppler ที่วางซ้อนบนโวลุ่มโหมด B ทางกายวิภาคแสดงการตีบตันที่ชักนำ การถ่ายภาพด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์แบบ 4 มิติที่เร็วมาก (แผงด้านขวา) แสดงการเร่งความเร็วของการไหลเหนี่ยวนำที่จุดศูนย์กลางของการตีบ ปริมาณ Doppler ที่ซ้อนทับบนปริมาตรทางกายวิภาคของกล้ามเนื้อหัวใจตายเผยให้เห็นสัญญาณที่ลดลงในบริเวณตีบ แสดงให้เห็นถึงการลดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของหัวใจ การวิเคราะห์ Vector Doppler เผยให้เห็นการเร่งความเร็วของการไหลอย่างมีนัยสำคัญในใจกลางของการตีบด้วยความเร็วสูงสุดประมาณ 20 ซม./วินาที
การเปรียบเทียบอัตราการไหลที่ประเมินโดย 3D UDCA กับการวัดจากเครื่องวัดอัตราการไหลของหลอดเลือดหัวใจแบบรุกราน (วางใกล้กับโพรบอัลตราซาวนด์) มาตรฐานทองคำเผยให้เห็นข้อตกลงที่ดีระหว่างการตรวจวัดพื้นฐาน ภาวะเลือดคั่งในเลือดสูงที่เกิดปฏิกิริยา และการตีบของหลอดเลือดหัวใจ
ศักยภาพทางคลินิกการเขียนในสาขาฟิสิกส์ในการแพทย์และชีววิทยานักวิจัยสรุปว่า 3D UDCA อาจมีศักยภาพที่สำคัญในฐานะเครื่องมือใหม่ที่ไม่รุกรานในการวัดการไหลของหลอดเลือดหัวใจที่ข้างเตียงของผู้ป่วย
“เรามองเห็นการใช้งานทางคลินิกที่สำคัญหลายประการสำหรับการวินิจฉัยและการจัดการโรคหลอดเลือดหัวใจ” Pernot กล่าว “หนึ่งอาจเป็นการประมาณค่าสำรองของการไหลของหลอดเลือดหัวใจ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการตัดสินใจทางคลินิกในการแทรกแซงของหลอดเลือด ซึ่งปัจจุบันได้มาจากการใส่สายสวนภายใต้รังสีการถ่ายภาพแบบไอออไนซ์ เนื่องจากมีความไวสูง 3D UDCA จึงสามารถนำมาใช้ในการวินิจฉัยโรคหลอดเลือดหัวใจตีบ ซึ่งท้าทายด้วยรูปแบบการถ่ายภาพในปัจจุบัน”
Credit : energipellet.com energyeu.org everythingdi.net exoduswar.net experienceitpublisher.com
