Oktober 15, 2014

Forskare vid Purdue University använder ultraljudsbilder som denna för att studera bukaortaaneurysm, ett potentiellt dödligt tillstånd som är den 13:e vanligaste dödsorsaken i USA. (Purdue University photo/Weldon School of Biomedical Engineering)
Download Photo

WEST LAFAYETTE, Ind. – Forskare undersöker användbarheten av ultraljudsbilder för att studera farliga aortaaneurysm i buken, en utbuktning av aorta som vanligen är dödlig när den spricker och för vilken det inte finns någon effektiv medicinsk behandling.

Abdominella aortaaneurysm är den 13:e vanligaste dödsorsaken i USA och dödar omkring 15 000 personer årligen.

”För det mesta vet folk inte ens om att den finns där, men om den brister får de en inre blödning från kroppens största artär”, säger Craig Goergen, biträdande professor vid Purdue Universitys Weldon School of Biomedical Engineering. ”I 80 procent av fallen dör patienten innan han eller hon kommer till sjukhuset.”

Forskare har använt en metod som kallas högfrekvent ultraljud för små djur för att mäta förändringar i utvecklingen av bukaortaaneurysm hos försöksdjur. Genom att lära sig mer om aneurysm på molekylär nivå kan forskarna kanske utveckla läkemedels- eller stamcellsbehandlingar för att hindra dem från att växa sig större, säger Goergen (uttalas Gor-Jen).

De nya resultaten kommer att beskrivas i detalj i en artikel som doktoranden Evan Phillips kommer att presentera den 25 oktober under Biomedical Engineering Societys årsmöte i San Antonio.

Forskarna kan spåra små förändringar i kärlet när aneurysmet bildas. Ultraljudsbilder gör det möjligt att visualisera de arteriella skikten som ofta separeras från varandra medan kärlet växer.

”Utvecklingen av dessa aneurysm är en mångfacetterad process som inte har karakteriserats till fullo, och inga terapier har visat sig effektivt förhindra aneurysmets utveckling”, säger Goergen. ”Vad vi vill göra är att förstå vad som orsakar att aneurysm bildas och växer så att vi sedan kan utveckla bättre strategier för att förhindra detta.”

Ultraljudstekniken använder sig också av färgdopplerbilder, vilket gör det möjligt för forskarna att samla in färgkodade blodflödesdata som visar cirkulationens riktning och hastighet, vilka båda är faktorer som kan påverka hur aneurysm utvecklas och expanderar. Frekvensen av en våg förändras när den rör sig mot eller bort från observatören, ett fenomen som kallas dopplereffekt. Färgdopplerbilder visar rött flöde som rör sig mot ultraljudstransducern och blått flöde som rör sig bort.

Arbetena lägger en grund för framtida studier som kan använda dessa metoder i en klinisk miljö eller för att undersöka potentiella terapier, säger han.

Mänskliga aortaaneurysm börjar vanligen vid 3 till 4 centimeter i diameter och är belägna i buken under njurarna. Aorta sträcker sig från hjärtat genom kroppen och förgrenar sig slutligen i två mindre artärer som leder till benen.

De mest utsatta är äldre män som har högt blodtryck och en historia av rökning. Män över 65 år som uppfyller denna profil rekommenderas att kontakta sin läkare om ultraljudsscreening för att avgöra om de har ett aneurysm.

”Om man inte känner en pulserande massa, utvecklar ovanlig ryggsmärta eller screenas med ultraljud upptäcker de flesta människor inte ens att de har det. Om du får en diagnos kommer de flesta kirurger inte att behandla aneurysm som är mindre än 4 centimeter. Tyvärr finns det ingen medicin som kan förhindra att aneurysm växer”, säger Goergen. ”Läkare kan ge dig statiner för att sänka kolesterolnivåerna eller läkemedel mot högt blodtryck för att sänka blodtrycket, men det finns inga mediciner som direkt kan förhindra att aneurysmet expanderar.”

Däremot kan forskare studera laboratoriedjur som efterliknar förhållanden hos människor för att ge insikter i mekanismerna bakom aneurysm. Den grupp som leddes av Goergen använde ultraljudsbilder för att kvantifiera förändringar under en fyraveckorsperiod när aneurysm utvecklades och expanderade hos möss och råttor.

”Vi gör tredimensionellt ultraljud som kan rekonstruera hela aortan”, säger Goergen.

Då den här tekniken är icke-invasiv kan den så småningom användas på människor för att diagnostisera och följa aneurysmets utveckling.

Konferensartikeln är författad av Phillips, grundutbildningsstudenterna Alexa Yrineo och Hilary Schroeder, doktoranden Frederick Damen, grundutbildningsstudenterna Amy Bogucki, Shadman Jubaer, Amelia Adelsperger och Rebecca Foley, postdoktorsstudenten Ashley Nicole Blaize, Ji-Xin Cheng, professor vid Weldon School of Biomedical Engineering och Department of Chemistry, samt Goergen. Katherine Wilson, som studerar biomedicinsk teknik vid University of Arkansas, deltog också i forskningen genom programmet Summer Undergraduate Research Fellowship (SURF).

Författare: Emil Venere, 765-494-4709, [email protected]

Källa: Sida: Sida: Sida: Sida: Craig J. Goergen, 765-494-1517, [email protected]

Abdominella aortaaneurysm (AAA) är patologiska utvidgningar av aortan som är förknippade med betydande sjuklighet och dödlighet på grund av bristning. AAA-utveckling är en multifaktoriell process som inte har karakteriserats fullt ut och inga terapier har visat sig effektivt förhindra aneurysmutveckling. Gnagarmodeller som efterliknar det mänskliga tillståndet har dock utvecklats och ger insikt i patogenesens mekanismer. Syftet med denna studie är att kvantifiera anatomiska och biomekaniska förändringar som sker under aneurysmets utveckling med hjälp av avancerad in vivo- och ex vivo-bildteknik i AAA-modeller av gnagare.