En ny teknik utvecklad av forskare vid Lawrence Livermore National Lab lovar att förbättra noggrannheten och sänka kostnaderna för realtidsbedömning av njurfunktionen, rapporterar en artikel publicerad denna vecka av SPIE, det internationella samhället för optik och fotonik, i Journal of Biomedical Optics .

Pappret, publicerad 3 maj och tillgänglig via open access, utforskar användningen av multimodal autofluorescens och ljusspridning för att utvärdera funktionella förändringar i njurarna efter ischemisk skada. Tillstånd inklusive ackumulerad arteriell plack eller blodproppar begränsar flödet av syre och glukos till organ, och förlängda perioder av sådan ischemi kan äventyra funktionen.

I "Prediktiv bedömning av njurfunktionell återhämtning efter ischemisk skada med hjälp av optisk spektroskopi, " Författarna rapporterar om sin utvärdering av olika optiska signaturer för att förutsäga njurlivsduglighet och föreslår en kontaktfri metod för att tillhandahålla kliniskt användbar information i realtid.

Medan annat aktuellt arbete inom detta område använder dyra multifoton- och laserbaserade tekniker, författarna minskade kostnaderna genom att byta till kamerabaserad bildbehandling.

För närvarande, det finns inget realtidsverktyg för att mäta graden av ischemisk skada i vävnaden eller för att förutsäga återkomsten av dess funktion. Oförmågan att på ett avgörande sätt bestämma vävnadens funktionella status löper två stora risker:att dysfunktionell vävnad kan transplanteras, öka sjukligheten och dödligheten hos patienten; och att välbehövlig funktionell njurvävnad kan kasseras.

I deras studie, Rajesh Raman från Lawrence Livermore National Lab och medförfattare Christopher Pivetti och Christoph Troppmann vid University of California Davis, Rajendra Ramsamooj från California Northstate University, och Stavros Demos av Lawrence Livermore förvärvade autofluorescensbilder av njurar in vivo under 355, 325, och 266 nm belysning. Ljusspridande bilder samlades in vid excitationsvåglängderna under användning av ett relativt smalt bandljus centrerat vid 500 nm.

Bilderna spelades in samtidigt med ett multimodalt optiskt bildsystem. De inspelade signalerna analyserades sedan för att erhålla tidskonstanter, som var korrelerade till njurdysfunktion som fastställdes genom en efterföljande överlevnadsstudie och histopatologisk analys.

Analys av ljusspridnings- och autofluorescensbilderna tyder på att variationer i vävnadsmikrostruktur, fluoroforemission, och blodabsorptionsspektrala egenskaper, kombinerat med vaskulär respons, bidra till beteendet hos de registrerade signalerna. Dessa används för att erhålla vävnadsfunktionell information och möjliggöra förmågan att förutsäga njurfunktion efter transplantation.

Denna information kan också tillämpas på förutsägelse av njursvikt när visuell observation inte kan, nästan omedelbart efter en skada.

Granskare av studien föreslog andra lovande tillämpningar för framtida utveckling, och föreställde sig att detta tillvägagångssätt skulle användas som ett screeningverktyg för att bedöma njurlivsduglighet före transplantation. Särskilt, de sa, dessa kostnadseffektiva screeningmetoder skulle kunna gynna sjukvården i utvecklingsländerna.

Multimodal avbildning har också gett insikter i andra fysiologiska händelser som kan inträffa under ischemi och reperfusion.

"Det här arbetets exceptionella värde ligger i förverkligandet av ett fungerande praktiskt system som har utmärkt potential att användas i fältsituationer, " sa tidskriftens biträdande redaktör Andreas Mandelis (University of Toronto).