Micro-Aneurysm-On-A-Chip do modelowania choroby naczyniowej

Międzynarodowa współpraca badawcza, obejmująca zespoły z Nanyang Technological University w Singapurze (NTU Singapore), Brown University i MIT, opracowała platformę sztucznej inteligencji, która może oceniać charakterystykę przepływu krwi za pomocą mikrokrążenia. System opiera się na mikroprzepływowym chipie, który naśladuje chorobę naczyniową, w tym przypadku mikro-tętniaka w oku.

Platforma AI wykorzystuje obrazy 2D przepływu płynu przez chip do obliczenia przepływu krwi w trzech wymiarach. Uzyskane dane mogą pomóc klinicystom dowiedzieć się więcej o chorobach naczyniowych, poprawić ich diagnostykę i śledzić postępy.

„Obecnie pomiar mechaniki przepływu krwi w najmniejszych naczyniach krwionośnych wymaga wyrafinowanego sprzętu i wyszkolonego personelu” – powiedział Subra Suresh, badacz zaangażowany w badanie. „Nasza technologia sztucznej inteligencji integruje obrazy, dane eksperymentalne i podstawową fizykę, umożliwiając łatwą i dokładną analizę mikrokrążenia przepływu krwi w celu oceny uszkodzenia naczyń i stanu choroby. Dzięki tej platformie możemy teraz uzyskać ważne informacje mechaniczne i wgląd w mechanizmy ewolucji chorób, które wcześniej były bardzo trudne do wyodrębnienia ”.

Aby zweryfikować platformę sztucznej inteligencji, naukowcy przetestowali ją za pomocą chipa, który naśladował mikrotętniaki, które mogą występować w oku cukrzycowym, i stworzyli model tętniaków małych, pośrednich i dużych. System z powodzeniem ekstrapolował różne parametry przepływu krwi po obrazowaniu chipa przy pełnym przepływie, w tym naprężenie ścinające, prędkość i ciśnienie. Technologia ta może być przydatna w diagnozowaniu i monitorowaniu rzeczywistych mikrotętniaków za pomocą zdjęć wykonanych na podstawie takich zjawisk.

„Przetestowaliśmy naszą platformę na mikrotętniakach, najwcześniejszym objawie retinopatii cukrzycowej, która jest główną przyczyną utraty wzroku u chorych na cukrzycę w wieku produkcyjnym na całym świecie” – powiedział George Karniadakis, inny badacz zaangażowany w badanie. „Naszym ostatecznym celem jest wykorzystanie platformy w warunkach klinicznych do diagnostyki i prognozowania retinopatii cukrzycowej, a także w przypadku innych chorób związanych z upośledzonym przepływem krwi”.

Suresh i Karniadakis mają nadzieję, że ich technologia może być również przydatna w diagnozowaniu i monitorowaniu innych zaburzeń naczyniowych, a system można by przetestować lub przeszkolić przy użyciu innych urządzeń mikroprzepływowych, które naśladują różne problemy naczyniowe.

Zobacz film o technologii poniżej.

Studiować w Materiały z National Academy of Sciences: Velocymetria sztucznej inteligencji i mikrotętniak na chipie do trójwymiarowej analizy przepływu krwi w fizjologii i chorobach

Przez: NTU Singapur

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *