Репортаж от Wedoany，Исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL) и Европейского центра синхротронного излучения (ESRF) впервые создали трёхмерный атлас проводящей системы сердца пациента с тетрадой Фалло, используя технологию иерархической фазово-контрастной томографии (HiP-CT). Атлас выявил анатомические особенности, которые могут приводить к нарушениям проводимости сердца у пациентов, обеспечивая более чёткую навигацию для хирургических вмешательств. Исследование, являющееся частью международного проекта «Атлас органов человека» (Human Organ Atlas), опубликовано в журнале The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery.
Врождённые пороки сердца затрагивают около 1% населения мира. Многие младенцы после рождения нуждаются в кардиохирургических операциях; хотя выживаемость высока, у части пациентов впоследствии могут развиться такие осложнения, как нарушения сердечного ритма. Хирурги давно сталкиваются с проблемой: тонкая проводящая система сердца не видна во время операции, и её повреждение может вызвать серьёзные последствия. Эндрю Кук (Andrew Cook), профессор кардиологической анатомии UCL и старший автор исследования, сравнил эту дилемму с ремонтом дома: «Вы же не станете сверлить стены, не зная, где проходят провода. Тот же принцип применим и к сердцу».
Технология HiP-CT, использованная исследовательской группой, была разработана международной командой под руководством UCL в ESRF в Гренобле, Франция. Она использует новое поколение источников синхротронного излучения, обеспечивая интенсивность рентгеновского пучка в миллион раз выше, чем у традиционных больничных КТ-сканеров, что позволяет неинвазивно сканировать целые человеческие органы ex vivo и увеличивать изображение до почти клеточного разрешения, достигая 2 микрон. Джозеф Брюне (Joseph Brunet), исследователь UCL и приглашённый учёный ESRF, пояснил, что на протяжении более века радиология и гистология давали совершенно разные представления о теле, и технология HiP-CT наконец устранила этот разрыв.
С помощью HiP-CT исследователи неинвазивно изучили 18 целых образцов человеческих сердец, как больных, так и здоровых. Благодаря 3D-реконструкции данных сканирования команда визуализировала тонкую сеть волокон проводящей системы сердца. Результаты показали, что у пациентов с тетрадой Фалло проводящие пути в правом желудочке тоньше, чем в здоровом сердце, и распределяются по межжелудочковой перегородке, напоминая ткань, покрывающую поверхность. Это открытие предоставило хирургам более чёткое изображение анатомических структур. Адриан Кручан (Adrian Crucean), детский кардиохирург из Бирмингемской детской больницы и больницы королевы Елизаветы (Великобритания), отметил, что в условиях крайне сложных операций любые новые знания об анатомии сердца могут помочь усовершенствовать хирургические техники.
Моник Йонгблуд (Monique Jongbloed), специалист по врождённым порокам сердца у взрослых из Медицинского центра Лейденского университета и член консорциума EuReCCA, указала, что многие взрослые пациенты успешно перенесли операции в детстве, но впоследствии столкнулись с такими осложнениями, как нарушения сердечного ритма. «Эта информация, несомненно, меняет правила игры, переосмысливая наше понимание структуры и точного анатомического расположения проводящей системы сердца при врождённых пороках».
Исследователи также разработали вычислительные инструменты, позволяющие анализировать и визуализировать данные в иммерсивной 3D-среде. Вайшнави Сабаригиривасан (Vaishnavi Sabarigirivasan), аспирантка UCL и ответственный автор статьи, пояснила, что эту информацию можно перенести в виртуальную реальность и распечатать на 3D-принтере, что может использоваться для обучения хирургов; ранее никогда не было возможности увидеть проводящую систему таким образом. Пол Таффоро (Paul Tafforeau), учёный ESRF и пионер технологии визуализации «Атласа органов человека», отметил, что технология HiP-CT изначально была разработана для изучения лёгких человека во время пандемии COVID-19, и за несколько лет качество данных и скорость сбора резко возросли, что позволило сканировать достаточное количество органов для соответствующих патологических исследований. Питер Ли (Peter Lee), профессор кафедры машиностроения UCL и главный исследователь линии луча HOA, подчеркнул, что «Атлас органов человека» объединяет учёных и врачей из девяти учреждений по всему миру и постоянно расширяется, помогая получить новые знания о заболеваниях — от остеоартрита до болезней сердца. Клэр Уолш (Claire Walsh), доцент кафедры машиностроения UCL и директор Центра «Атласа органов человека», отметила, что этот атлас демонстрирует лучшие образцы командной науки, является невероятным ресурсом и будет продолжать расти.
Члены консорциума EuReCCA из Лондона, Парижа, Лейдена и Бирмингема, обладающие специфическими знаниями в области архитектуры сердца, расширяют свои исследования на другие формы врождённых пороков сердца, такие как «одножелудочковые заболевания». Их цели включают «глубокое фенотипирование» врождённых и приобретённых заболеваний сердца, быстрый перевод исследований в клиническую практику и хирургическое обучение, а также создание открытых данных для поддержки разработки «цифровых двойников» сердечной функции.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
