Promene na malim krvnim sudovima su česta posledica razvoja dijabetesa. Istraživači sa Tehničkog univerziteta u Minhenu (TUM) i Helmholtz Minhen sada su razvili metodu koja se može koristiti za merenje ovih mikrovaskularnih promena na koži – i na taj način proceniti težinu bolesti. Da bi to postigli, kombinuju veštačku inteligenciju (AI) i inovativnu tehnologiju optoakustičnog snimanja visoke rezolucije.
Optoakustičke metode snimanja koriste svetlosne impulse za generisanje ultrazvuka unutar tkiva. Generisani ultrazvučni talasi se zatim snimaju senzorima i pretvaraju u slike. Signali su uzrokovani malim proširenjima i kontrakcijama tkiva koje okružuje molekule koji snažno apsorbuju svetlost. Jedan takav molekul je hemoglobin. Pošto je hemoglobin koncentrisan u krvnim sudovima, optoakustično snimanje može proizvesti detaljne jedinstvene slike sudova na načine koji nisu mogući drugim neinvazivnim tehnikama.
Osnovni principi optoakustike, ili fotoakustike, poznati su više od jednog veka, ali praktične primene u medicini su relativno novije. Vasilis Ntziachristos je profesor biološke slike na TUM-u i direktor Instituta za biološko i medicinsko snimanje i Bioinženjering centra u Helmholc Minhenu. Zajedno sa svojim timom, razvio je niz metoda optoakustičkog snimanja, među kojima su i RSOM, skraćenica za optoakustičku mezoskopiju sa rasterskim skeniranjem.
Istraživači su sada uspešno koristili RSOM za proučavanje efekata dijabetesa na ljudsku kožu. Koristeći RSOM slike krvnih sudova u nogama 75 dijabetičara i kontrolne grupe, istraživači su identifikovali karakteristike dijabetesa koristeći AI algoritam.
Oni su napravili listu od 32 posebno značajne promene zasnovane na promenama izgleda mikrovaskulature kože. To uključuje karakteristike kao što su broj grana posuda ili njihov prečnik.
Činjenica da su mali krvni sudovi na koži dijabetičara izmenjeni je dobro utvrđena na osnovu biopsija, odnosno pregleda sitnih delova kože izrezanih iz kože. Biopsije, međutim, ne predstavljaju tačno uslove života jer mogu deformisati krvne sudove. Oni su takođe invazivni i nisu pogodni za posmatranje tokom dužeg vremenskog perioda.
Merenja RSOM, s druge strane, nisu invazivna, traju manje od jednog minuta i ne oslanjaju se na zračenje ili kontrastna sredstva. „Druge optičke metode ne postižu dubinu ili detalje do kojih je došao RSOM“, kaže Angelos Karlas, vodeći kliničar u studiji.
Sa jednim RSOM merenjem, podaci o različitim dubinama kože mogu se dobiti istovremeno. Ovo je omogućilo istraživačima da po prvi put utvrde da dijabetes različito utiče na sudove na različitim slojevima kože. Na primer, dok je kod dijabetičara smanjen broj sudova i grana u takozvanom dermalnom sloju, oni su povećani bliže površini kože, u takozvanom epidermalnom sloju.
Na sve 32 gore navedene karakteristike utiče progresija i težina bolesti. Ipak, tek kada se oni kombinuju i izračuna se rezultat, može se povući vremenska veza između stanja malih krvnih sudova u koži i težine dijabetesa. Ovo je postignuto po prvi put u trenutnoj studiji.
„Sa RSOM-om sada možemo kvantitativno opisati efekte dijabetesa“, kaže Vasilis Ntziachristos. „Sa sve većom sposobnošću da se RSOM učini prenosivim i isplativim, ovi nalazi otvaraju novi način za kontinuirano praćenje statusa pogođenih — više od 400 miliona ljudi širom sveta. U budućnosti, uz brze i bezbolne preglede, to bi odvojite samo nekoliko minuta da utvrdite da li terapije imaju efekta, čak i u kućnim uslovima.“
