15. lokakuuta, 2014
Purduen yliopiston tutkijat käyttävät tämänkaltaisia ultraäänikuvia tutkiessaan vatsa-aortan aneurysmoja, mahdollisesti kuolemaan johtavaa sairautta, joka on 13. yleisin kuolinsyy Yhdysvalloissa. (Purduen yliopiston kuva/Weldon School of Biomedical Engineering)
Lataa kuva
WEST LAFAYETTE, Ind. – Tutkijat tutkivat ultraäänikuvantamisen käyttökelpoisuutta tutkittaessa vaarallisia vatsa-aortan aneurysmia, aortan pullistumaa, joka on yleensä kuolemaan johtava, kun se puhkeaa, ja johon ei ole tehokasta lääketieteellistä hoitoa.
Vatsa-aortan aneurysmat ovat 13. yleisin kuolinsyy Yhdysvalloissa, ja niihin kuolee vuosittain noin 15 000 ihmistä.
”Useimmiten ihmiset eivät edes tiedä, että se on olemassa, mutta jos se repeää, heillä on sisäistä verenvuotoa ruumiin suurimmasta valtimosta”, sanoo Craig Goergen, apulaisprofessori Craig Goergen, joka työskentelee Purduen yliopiston biolääketieteellisen insinööritieteiden tiedekunnassa. ”Kahdeksankymmentä prosenttia ajasta potilas kuolee ennen sairaalaan pääsyä.”
Tutkijat ovat käyttäneet korkeataajuista pieneläinultraäänimenetelmää mittaamaan muutoksia vatsa-aortan aneurysman etenemisessä koe-eläimissä. Kun tutkijat oppivat enemmän aneurysmista molekyylitasolla, he voivat ehkä kehittää lääke- tai kantasoluhoitoja, jotka estävät niitä kasvamasta suuremmiksi, sanoi Goergen (lausutaan Gor-Jen).
Uudet havainnot esitellään yksityiskohtaisesti artikkelissa, jonka tohtoriopiskelija Evan Phillips esittelee 25. lokakuuta Biomedical Engineering Societyn vuosikokouksessa San Antoniossa.
Tutkijat pystyvät seuraamaan verisuonessa tapahtuvia pieniä muutoksia aneurysman muodostuessa. Ultraäänikuvantamisen avulla voidaan visualisoida valtimokerrokset, jotka usein irtoavat toisistaan verisuonen kasvaessa.
”Näiden aneurysmien kehittyminen on monitahoinen prosessi, jota ei ole täysin luonnehdittu, eikä mikään terapeuttinen keino ole todistetusti estänyt tehokkaasti aneurysman etenemistä”, Goergen sanoi. ”Haluamme ymmärtää, mikä saa aneurysmat muodostumaan ja kasvamaan, jotta voimme sitten kehittää parempia strategioita sen estämiseksi.”
Ultaäänitekniikassa käytetään myös väridoppler-kuvantamista, minkä ansiosta tutkijat voivat kerätä värikoodattua verenvirtaustietoa, joka osoittaa verenkierron suunnan ja nopeuden, jotka molemmat ovat tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa siihen, miten aneurysmat kehittyvät ja laajenevat. Aallon taajuus muuttuu, kun se liikkuu kohti tarkkailijaa tai poispäin tarkkailijasta, ja tätä ilmiötä kutsutaan Doppler-ilmiöksi. Väridoppler-kuvissa näkyy punainen virtaus, joka liikkuu kohti ultraäänianturia, ja sininen virtaus, joka liikkuu poispäin.
Työskentely luo pohjaa tuleville tutkimuksille, joissa näitä menetelmiä voitaisiin käyttää kliinisessä ympäristössä tai tutkia mahdollisia terapeuttisia hoitomuotoja, hän sanoi.
Ihmisten aorttaaneurysmat alkavat tyypillisesti 3-4 senttimetriä halkaisijaltaan, ja ne sijoittuvat munuaisten alapuolella olevaan vatsaonteloon. Aortta ulottuu sydämestä kehon läpi ja haarautuu lopulta kahteen pienempään valtimoon, jotka johtavat jalkoihin.
Riskialttiimpia ovat iäkkäät miehet, joilla on korkea verenpaine ja jotka ovat aiemmin tupakoineet. Yli 65-vuotiaita miehiä, jotka sopivat tähän profiiliin, suositellaan ottamaan yhteyttä lääkäriin ultraääniseulonnasta sen selvittämiseksi, onko heillä aneurysma.
”Ellei tunne sykkivää massaa, kehitä epätavallista selkäkipua tai seulotaan ultraäänellä, useimmat ihmiset eivät edes huomaa, että heillä on se. Jos sinulla on diagnoosi, useimmat kirurgit eivät hoida alle 4 senttimetrin aneurysmia. Valitettavasti ei ole olemassa lääkettä, joka voisi estää aneurysman kasvua”, Goergen sanoo. ”Lääkärit voivat antaa sinulle statiineja kolesterolitason alentamiseksi tai verenpainelääkkeitä verenpaineen alentamiseksi, mutta ei ole olemassa lääkkeitä, jotka voivat suoraan estää aneurysman laajenemisen.”
Tutkijat voivat kuitenkin tutkia koe-eläimiä, jotka jäljittelevät ihmisten olosuhteita, ja näin saada tietoa aneurysman taustalla olevista mekanismeista. Goergenin johtama ryhmä käytti ultraäänikuvantamista kvantifioimaan muutoksia neljän viikon aikana, kun aneurysmat kehittyivät ja laajenivat hiirissä ja rotissa.
”Teemme kolmiulotteista ultraäänitutkimusta, jolla voidaan rekonstruoida koko aortta”, Goergen sanoi.
Koska tämä tekniikka ei ole invasiivinen, sitä saatetaan lopulta käyttää ihmisillä aneurysman etenemisen diagnosoimiseksi ja seuraamiseksi. Arkansasin yliopiston biolääketieteellisen tekniikan opiskelija Katherine Wilson osallistui myös tutkimukseen SURF-ohjelman (Summer Undergraduate Research Fellowship) kautta.
Kirjoittaja: Emil Venere, 765-494-4709, [email protected]
Lähde: Craig J. Goergen, 765-494-1517, [email protected]
ABSTRACT
Development and Application of Ultrasound Techniques for Investigating Pathogenesis in Experimental Abdominal Aortic Aneurysms
E. Phillips, A. Yrineo, H. Schroeder, F. Damen, A. Bogucki, S. Jubaer, A. Jackson, R. Foley, N. Blaize, J-X. Cheng ja C. Goergen
Purdue University, West Lafayette, IN
Vatsa-aortan aneurysmat (AAA) ovat aortan patologisia laajentumia, joihin liittyy merkittävää sairastuvuutta ja kuolleisuutta repeämisen vuoksi. AAA:n kehittyminen on monitekijäinen prosessi, jota ei ole täysin luonnehdittu, eikä minkään terapeuttisen lääkkeen ole osoitettu estävän tehokkaasti aneurysman etenemistä. On kuitenkin kehitetty jyrsijämalleja, jotka jäljittelevät ihmisen tilaa ja antavat tietoa patogeneesin mekanismeista. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kvantifioida aneurysman etenemisen aikana tapahtuvia anatomisia ja biomekaanisia muutoksia käyttämällä kehittyneitä in vivo ja ex vivo kuvantamistekniikoita jyrsijöiden AAA-malleissa.