Французские ученые разработали новую технику сканирования мозга, которая позволяет получать изображение сосудов с микроскопическим разрешением. Она основана на ультразвуковом сканировании с использованием микропузырьков газа. Описание метода опубликовано в журнале Nature.

Новая техника была опробована на крысах. Ученые ввели в кровь животных микропузырьки инертного газа, которые не приносят вреда из-за своих малых размеров (порядка 2 микрометров). Затем на исследуемый участок мозга действовали ультразвуком. Сканер делал снимки отраженных ультразвуковых волн с высокой частотой — более 500 изображений в секунду.

Разница между соседними по времени изображениями позволяет отделить сигнал быстро движущихся по сосудам пузырьков от сигнала окружающих тканей. Благодаря тому, что все пузырьки по-разному отражают ультразвук в один момент времени, можно точно локализовать сигналы от отдельных пузырьков. Суммирование этих сигналов дает детализированное изображение сосуда, по которому двигались микропузырьки. Самые мелкие из сосудов, которые удалось запечатлеть, имеют диаметр не более 10 микрометров (сравнимо с размером красных кровяных клеток), что на порядок меньше разрешения ранее существовавших техник сканирования мозга.

Изображение сосудов мозга крысы, полученное ультразвуковым сканированием. Кадр: ESPCI/INSERM/CNRS

Более того, имея последовательные снимки с отдельными пузырьками, ученые смогли установить скорость кровотока в разных участках сосудистой сети. Эта величина оказалась довольно разной — от двух миллиметров в секунду в мелких капиллярах до нескольких сантиметров в секунду в крупных сосудах.

Важное преимущество новой техники — высокая проникающая способность. Лучшая из предшествующих методик позволяет получать изображения сосудов, расположенных на глубине не более 3 миллиметров, новая — на глубине 2 сантиметров. Технология не требует хирургического вмешательства и должна в будущем помочь врачам в диагностике опухолей и заболеваний сосудов мозга. 

Это не первое применение ультразвука и микропузырьков в медицинских исследованиях. Группа американских ученых использовала высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук, чтобы доставить лекарства к клеткам мозга через гемато-энцефалический барьер.

Автор: Анна Образцова