Bei Nierentransplantationen zum ersten mal in der Praxis in den 1950er Jahren, Patienten mit chronischen Nierenerkrankungen (CKD) konnte schließlich das Bild die Freiheit von der unerbittlichen routine-Blut-Reinigung Dialyse-Behandlungen. Knapp über ein halbes Jahrhundert später, hat sich die Nachfrage komplett überholt liefern. Der kritisch kranke schmachten seit Jahren auf den Wartelisten, während die ärzte kaum eine andere Wahl haben aber zu akzeptieren Spenden von beschädigten Nieren in einem verzweifelten Versuch, Leben zu retten.Transplantation Ergebnisse sind so schwer zu prognostizieren, dass der Nephrologe Dr. Darren Yuen, der St. Michael ‚ s Hospital in Toronto, vergleicht es mit „ein roulette-Rad drehen“. Aber vor kurzem publizierten Ergebnisse in JCI Erkenntnis sind die Grundlagen, um potenziell revolutionieren diese Dynamik und befähigen ärzte schließlich zurücksetzen der gold-standard in der Transplantationsmedizin-Protokoll.Die Forschung ist die integration von Yuen klinischen Erkenntnisse über Nierenerkrankungen mit der medizinischen Physik an der Kompetenz der Ryerson University ‚ s Dr. Michael Kolios und Ph. D.-Kandidat Eno Hysi, und Ihre jeweiligen teams. Beide Yuen und Kolios haben labs am Institut für Biomedizinische Technik, Wissenschaft und Technologie (iBEST), eine einzigartige Zusammenarbeit zwischen dem Krankenhaus und der Universität, die Zusammenführung von Experten aus unterschiedlichen und traditionell isolierte Forschungsfelder.Das team der neuen Methode ist eine Weltneuheit in der Anwendung photoakustische (PA) Bildgebung zur Visualisierung Narbenbildung in den Nieren, auch bekannt als Fibrose, die häufigste form der Beschädigung in der Spender-Nieren. Ihre Ergebnisse produziert klare Bilder von Nieren-Narben, nur Stunden vor der Operation. Während dieses Fensters der Gelegenheit, eine genaue Einschätzung könnte bedeuten, den Unterschied zwischen Einbau einer Orgel, die Jahrzehnte-lange Haltbarkeit—oder eine, die schnell fehlschlägt, sendet ein patient gleich wieder an die Dialyse und die Jahre-lange Warteliste.
Genaue, nicht-invasive Nieren-screening
Nadel-Biopsie—eine schmerzhafte Prozedur, doch mit Blutungsrisiko—ist derzeit die einzige Methode zur Bewertung der Menge von Nieren-Narben in potenzielle Spender. Aber Ihre Zuverlässigkeit wird beeinträchtigt durch möglicherweise ungenaue Schätzungen basieren auf einem tissue sample-Größe von nur 1% der Niere.Die aktuelle Forschung findet ein schneller, nicht-invasiver und mehr umfassende route zu quantifizieren, Nierenschäden, mit PA-Bildgebung statt. Die neuartige Technologie kombiniert laser-und Ultraschall—eine Sequenz, die Hysi vergleicht, um Blitz und donner. „Wir Leuchten Sie an Nieren-Gewebe, das erzeugt eine Druckwelle, die gehört werden können unter Verwendung einer Ultraschall-Sonde.“Die sound Daten werden dann durch einen proprietären Algorithmus basiert auf einer Technik namens spectral unmixing.Jede Art von Körpergewebe absorbiert farbige Laserlicht in seine eigene einzigartige Weise. Collagen—eine der wichtigsten Komponenten Narbenbildung in der Niere—nimmt die Farbe in einer Weise, die sich deutlich von anderen Komponenten in der Niere. Spectral unmixing neckt Sie die Unterschiede. Karten generiert, die von der Technologie zeigen, die Menge und die Verteilung von Kollagen, Blut oder andere Gewebe—so dass die ärzte zu „sehen“, die Qualität der gespendeten Nieren.
„Es war überhaupt nicht klar, dass es funktionieren würde“
Wenn Hysi der erste Vorschlag mit spectral unmixing zu schärfen in auf Kollagen -, nichts in die vor-medizinische Physik-wissen angedeutet, dass die Anwendung überhaupt möglich war. „Typisch, für die Technik arbeiten, Sie müssen sehen großen Gipfel und Täler, wie die Komponenten Licht absorbieren“, sagt Kolios. „Aber Kollagen ist flach, es war überhaupt nicht klar, dass es funktionieren würde.“Hysi blieb mit einem eingängigen Konzept. Mit so vielen anderen biologischen Substanzen ausstellen Gipfel und Täler einmal spectral unmixing angewendet wird, Kollagen stehen könnten Auffällig heraus, die aufgrund Ihrer eigenen Flachheit.Das problem wurde so faszinierend, dass Hysi beschlossen, zu erforschen, diese Möglichkeit parallel mit seiner eigenen Promotion research on cancer überwachung. Zwei Jahre später, die Ergebnisse validiert seine Hypothese, und die proprietären algorithmen sind inzwischen patentiert.In weniger als zwei Minuten, die neue Technik kann erzeugen eine 2-D-Bild mit genügend detail zu quantifizieren insgesamt Narbenbildung in den Nieren. Innerhalb von 15 Minuten, 3-D-Bildgebung ermöglicht die Visualisierung nicht nur der Gesamt-Narben, sondern auch die abwechslungsreiche Verteilung in der gesamten Niere.
Potenzial für signifikante, weitreichende Wirkung