Ученые из Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, НМИЦ нейрохирургии им. ак. Н.Н. Бурденко и НИУ Московского института электронной техники совместно с коллегами из Великобритании создали и протестировали технологию для контроля кровотока в режиме реального времени во время операций на головном мозге. Разработка, которая поможет повысить безопасность операции и предотвратить возможные осложнения, описана в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
При нейрохирургических вмешательствах врачи должны непрерывно следить за мозговым кровотоком пациента. Особенно актуально это для операций, проводимых на кровеносных сосудах мозга — нейрохирурги часто сталкиваются с кровотечениями или нарушением кровоснабжения, что может привести к серьезным осложнениям. Отслеживание изменений в кровотоке позволяет оценивать кровонаполненность сосудов мозга и выявлять отклонения. «Золотым стандартом» наблюдения за кровотоком в нейрохирургии считаются ангиография и интраоперационная контактная допплерография. Однако они имеют свои недостатки: ангиография требует введения контрастного вещества, что занимает много времени, а при интраоперационной контактной допплерографии область обзора ограничена, поскольку метод требует прямого контакта аппарата с тканью мозга, при этом внимание хирурга разделяется между двумя задачами.
Решить эту проблему поможет новая разработка ученых — аппаратно-программный комплекс, который позволяет в режиме реального времени следить за кровотоком пациента при проведении операций на головном мозге. Подход основан на спекл-эффекте, который возникает при прохождении лазерного излучения сквозь неоднородную среду с рассеивающими свойствами, например, стенки сосудов. На поверхности освещаемого лазером объекта создается картина со случайными чередованиями максимумов и минимумов интенсивности освещения («спеклов»). Камера записывает последовательность кадров, программа обрабатывает кадры и оценивает скорость потока крови в просвете сосуда, а затем на экран выводится изображение, где с помощью условных цветов показывается наличие или отсутствие потока.
Авторы работы провели эксперименты на сонных артериях самцов двухмесячных крыс — их размер соотносится с размером мелких артерий мозга человека. Они осуществили манипуляции, выполняемые при полной или частичной блокировке кровотока в кровеносных сосудах, сужении артерий или других кровеносных сосудов и образовании тромба в них. Эксперименты подтвердили, что метод спекл-контрастной визуализации, в отличие от иных подходов, позволяет в режиме реального времени отслеживать кровоток в любой момент. Он охватывает 100% времени операции (остальные — 15-20%), быстро реагирует на изменения кровотока в сосуде и своевременно предоставляет достоверную информацию. Несмотря на наличие определенных ограничений, таких как снижение качества визуализации при кровотечениях или появлении бликов, технология демонстрирует большой потенциал для улучшения качества нейрохирургии.
Сравнение с существующими «золотыми стандартами» в области мониторинга кровотока подтвердило значительные преимущества новой системы, включая способность к непрерывному отслеживанию на протяжении всей операции, быструю реакцию на изменения кровотока и высокую достоверность получаемых данных. Сейчас авторы работы заканчивают тестировать прототип системы на лабораторных животных, дорабатывая его. Впереди — получение разрешения на апробирование системы в реальной нейрохирургической практике.
