Для выявления бляшек на стенках сосудов американские исследователи применили инфракрасный лазер, заставляющий определённые химические связи внутри этих образований генерировать ультразвуковые колебания.

Атеросклероз — хроническое заболевание артерий, связанное с отложением холестериновых и липидопротеиновых бляшек на их внутренней поверхности, — непросто обнаружить на ранних стадиях. В это время у болезни практически нет симптомов, отчего её и называют «тихим убийцей».

Чтобы найти вредоносные образования, группа специалистов во главе с Цзи-Синь Чэном из Университета Пердью облучила инфракрасным лазером сосуды личинок дрозофил, а затем поупражнялась на мёртвых свиньях с атеросклерозом на разных стадиях. В первом случае глубина проникновения составила 1 мм, во втором — 7 мм.

Рис. 1. Артерия под инфракрасным излучением (слева) и «портрет» бляшки (справа) (изображение Han-Wei Wang et al., PhysRevLett).

Проходя сквозь мягкие ткани, лазер в итоге обнаруживает углеродно-водородную связь в бляшках и заставляет её «звучать» на ультразвуковых частотах. Это происходит из-за того, что вибрация химических связей глушится окружающей тканью, а высвобождающаяся энергия конвертируется в тепло. Ткань расширяется на участке облучения и посылает во все стороны волну давления, частота колебаний которой и является ультразвуковой.

Однако для точной диагностики атеросклероза необходимо убедиться, что жировые отложения находятся именно внутри сосудов. Поэтому учёные применили методику фотоакустической визуализации, которая позволяет определить место их расположения.

Главной проблемой предложенной техники является недостаточная глубина проникновения: лазер должен «просвечивать» организм как минимум на 10 см. В противном случае для полной уверенности придётся по старинке вводить в артерии катетер и проверять, есть ли там бляшки. Тем не менее к клиническим испытаниям исследователи могут усовершенствовать свою технологию.

Результаты работы опубликованы в статье:

Han-Wei Wang, Ning Chai, Pu Wang, Song Hu, Wei Dou, David Umulis, Lihong V. Wang, Michael Sturek, Robert Lucht, and Ji-Xin Cheng Label-Free Bond-Selective Imaging by Listening to Vibrationally Excited Molecules. – Physical Review Letters. – 106. – 238106. – (2011) [4 pages].