Les chercheurs ont montré que l'ILSI peut être utilisé pour identifier les plaques les plus susceptibles de se rompre dans des conditions physiologiques. Sur la photo, le laboratoire de cathétérisme animal avec le système ILSI portable sur le chariot (à droite). Crédit :Seemantini Nadkarni, Centre Wellman pour la photomédecine
Des chercheurs ont mis au point une nouvelle technique d'imagerie intravasculaire qui pourrait un jour être utilisée pour détecter les plaques coronaires susceptibles de conduire à une crise cardiaque. Les crises cardiaques sont souvent déclenchées lorsqu'une plaque instable se rompt et bloque ensuite une artère principale qui transporte le sang et l'oxygène vers le cœur.
« Si des plaques coronaires instables pouvaient être détectées avant leur rupture, des traitements pharmacologiques ou autres pourraient être initiés tôt pour prévenir les crises cardiaques et sauver des vies, " a déclaré Seemantini Nadkarni, chef de l'équipe de recherche du Wellman Center for Photomedicine du Massachusetts General Hospital. "Notre nouvelle technique d'imagerie représente une étape majeure vers la réalisation de cet objectif."
Dans la revue The Optical Society (OSA) Optique Biomédicale Express , les chercheurs rapportent une démonstration préclinique de leur nouvelle technique d'imagerie par chatoiement laser intravasculaire (ILSI) dans un modèle animal vivant. Ils montrent, pour la première fois, que l'ILSI peut identifier les caractéristiques mécaniques distinctes des plaques qui sont les plus susceptibles de se rompre dans des conditions physiologiques de mouvement cardiaque, circulation sanguine et respiration.
« La réduction de la mortalité due aux crises cardiaques dans la population générale nécessite une stratégie de dépistage globale pour identifier les patients à risque et détecter les plaques vulnérables à haut risque pendant qu'elles peuvent être traitées, ", a déclaré Nadkarni. "En fournissant la capacité unique de mesurer la stabilité mécanique, une mesure critique dans la détection des plaques instables, l'ILSI est en passe de fournir une nouvelle approche pour l'évaluation coronarienne."
Capture de la stabilité mécanique des plaquesBien que des technologies intravasculaires aient été développées pour évaluer les caractéristiques microstructurales des plaques instables, des études récentes ont montré que les caractéristiques mécaniques, en plus des caractéristiques microstructurales et compositionnelles, influencer la rupture de la plaque.
"La mesure des propriétés mécaniques de la plaque est cruciale pour identifier les plaques instables avec une propension à la rupture et à la crise cardiaque ultérieure, " a déclaré Nadkarni. " ILSI offre la capacité unique de quantifier un indice des propriétés mécaniques des plaques coronariennes, fournissant ainsi une évaluation directe de la stabilité mécanique."
Une nouvelle technique connue sous le nom d'imagerie du chatoiement laser intravasculaire pourrait un jour être utilisée pour détecter les plaques coronaires susceptibles de conduire à une crise cardiaque. Les chercheurs ont développé un cathéter intravasculaire de petit diamètre qui incorpore un faisceau de fibres de petit diamètre, polariseur et lentille GRIN pour imager les motifs de taches réfléchis sur un capteur CMOS. Crédit :Seemantini Nadkarni, Centre Wellman pour la photomédecine
Pour estimer les propriétés mécaniques, L'ILSI utilise des motifs de taches laser qui se forment lorsque la lumière laser est diffusée à partir des tissus. Lorsqu'il est visualisé avec une caméra haute vitesse, les taches fluctuent dans le temps en raison des propriétés viscoélastiques de la plaque. Cela permet aux chercheurs de mesurer et de discriminer les propriétés mécaniques des plaques instables, qui ont tendance à être riches en lipides.
« Pour cette nouvelle étude, nous avons développé un cathéter intravasculaire de petit diamètre qui incorpore une fibre optique qui fournit de la lumière à la paroi de l'artère coronaire, " a déclaré Nadkarni. " Nous avons également utilisé un faisceau de fibres de petit diamètre, polariseur et lentille GRIN pour imager les motifs de chatoiement réfléchis sur un capteur CMOS."
Pour les tests précliniques, les chercheurs ont évalué la capacité de leur instrument ILSI à détecter des plaques instables dans un modèle de xénogreffe de coronaire humain à porc. Ce système modèle utilise des artères coronaires humaines qui sont suturées sur le cœur battant d'un porc vivant anesthésié. Ils ont évalué les propriétés mécaniques de la plaque à l'intérieur des artères en calculant le taux, ou constante de temps, des fluctuations de l'intensité du motif de speckle, puis ont comparé leurs résultats avec les constatations histopathologiques.
"Les constantes de temps des plaques instables étaient significativement et nettement inférieures à celles des autres plaques stables de la paroi coronaire, ", a déclaré Nadkarni. "Ces résultats ont démontré l'exquise sensibilité diagnostique et la spécificité de l'ILSI pour détecter les plaques de pool lipidique humain qui étaient les plus susceptibles de se rompre dans des conditions physiologiques."
Les chercheurs affirment que la nouvelle technique pourrait être facilement intégrée à d'autres technologies intracoronaires telles que la tomographie par cohérence optique ou l'échographie intravasculaire pour combiner les résultats mécaniques de l'ILSI avec des informations morphologiques afin d'améliorer l'évaluation de la stabilité de la plaque.
Les chercheurs prévoient de continuer à évaluer la capacité de leur instrument ILSI à évaluer rapidement le système vasculaire coronaire chez les animaux vivants. Une fois ces études précliniques terminées, ils évalueront la sécurité du cathéter pour une utilisation chez l'homme, puis entameront le processus d'obtention de l'approbation réglementaire pour une utilisation clinique.
