Σε σύγκριση με τη ροή του αίματος σε υγιείς ιστούς, η ροή αίματος του όγκου είναι ανώμαλη και αυτές οι ανωμαλίες
Σύμφωνα με τον Janaki Senaratna, ερευνητήΤα εργαστήρια του Pathak και ένας από τους δημιουργούς του προγράμματος, μελετώντας την αρχιτεκτονική των αιμοφόρων αγγείων και τη δυναμική ροής αίματος τους σε όγκους, μπορούν να δώσουν μια ιδέα για την εξέλιξη του καρκίνου και της μετάστασης. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να επιταχύνει την ανάπτυξη νέων θεραπειών με στόχο τα αιμοφόρα αγγεία του όγκου, προκειμένου να περιοριστεί η ροή των θρεπτικών συστατικών σε αυτό και το οξυγόνο. Το HemoSYS μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μια πιο αποτελεσματική χορήγηση διαθέσιμων φαρμάκων με τη χαρτογράφηση των διακυμάνσεων της ροής του αίματος στα αγγεία που τροφοδοτούν τον όγκο.
Τα αιμοφόρα αγγεία είναι ζωτικής σημασίαςένα σημαντικό κανάλι για την επιβίωση και την ανάπτυξη, την παροχή των θρεπτικών συστατικών και επίσης να επιτρέψει στα κύτταρα όγκου να εξαπλωθούν σε άλλα μέρη του σώματος. Αυτά τα αγγεία συχνά αναπτύσσονται ασυνεπώς και δημιουργούν μη φυσιολογικά πρότυπα ροής αίματος, γεγονός που τους καθιστά τεράστιο εμπόδιο στην αποτελεσματική παροχή θεραπευτικών παραγόντων.
«Η μη φυσιολογική ροή αίματος το καθιστά δύσκολοπροβλέποντας την αποτελεσματικότητα της θεραπείας και εάν δεν χορηγηθεί αρκετό φάρμακο στον όγκο, ο καρκίνος μπορεί να υποτροπιάσει ή να αναπτύξει αντίσταση στη θεραπεία ή να αυξήσει τις επιβλαβείς παρενέργειες».
Ο Arvind Pathak είναι επίκουρος καθηγητής ακτινολογίας και βιοϊατρικής μηχανικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Johns Hopkins.
Οι ερευνητές του Johns Hopkins προειδοποιούν ότιΤο ερευνητικό εργαλείο δεν σχετίζεται ακόμη άμεσα με τους ανθρώπινους όγκους. Όμως, λέει ο Pathak, «καθώς η ικανότητά μας να λαμβάνουμε εικόνες υψηλής ανάλυσης στην κλινική βελτιώνεται, ελπίζουμε ότι αυτό το εργαλείο μπορεί να προσαρμοστεί ώστε να παρέχει έναν μη επεμβατικό τρόπο ανάλυσης των διακυμάνσεων της ροής του αίματος στον καρκίνο ενός ασθενούς και να βοηθήσει στην προσαρμογή της θεραπείας του».
Για την ανάπτυξη του HemoSYS Pathak Labπροσέλκυσε βιοϊατρικούς μηχανικούς και βιοφυσικούς να αναπτύξουν ακριβείς και αποτελεσματικές μεθόδους για τον ποσοτικό προσδιορισμό των "πολυπαραγοντικών" δεδομένων που συνίστανται σε ροή αίματος όγκου, όγκο αίματος και εικόνες οξυγόνωσης. Ένας διαφορετικός τύπος πηγής φωτός χρησιμοποιήθηκε για τη συλλογή καθενός από αυτά τα μεταβλητά δεδομένα από όγκους εμφυτευμένους σε ζώα.
«Κατά κανόνα η έρευναένα εργαστήριο που μελετά αυτά τα συστήματα αιμοφόρων αγγείων πρέπει να έχει εκτενή εμπειρία στην επεξεργασία εικόνας για να ποσοτικοποιήσει τη σχέση μεταξύ αυτών των μετρήσεων. Το HemoSYS επιτρέπει σε ερευνητές χωρίς εμπειρία προγραμματισμού να αναλύσουν αυτά τα πολυδιάστατα δεδομένα εικόνας».
Ο Arvind Pathak είναι επίκουρος καθηγητής ακτινολογίας και βιοϊατρικής μηχανικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Johns Hopkins.
Το πρόγραμμα HemoSYS χρησιμοποιεί θεμελιώδη στοιχείατεχνικές αρχές για την ανάλυση και ενσωμάτωση διαφόρων τύπων δεδομένων που συλλέγονται με διάφορες μεθόδους απεικόνισης. Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν στους επιστήμονες να χαρτογραφούν αυστηρά ολόκληρο το "αιμοδυναμικό τοπίο" του εξεταζόμενου όγκου. Το αποτέλεσμα είναι μια πολύχρωμη αλλά ενημερωτική απεικόνιση που δείχνει τη σχέση μεταξύ ροής αίματος, οξυγόνωσης και κυττάρων όγκου σε έντονο κόκκινο, μπλε και πράσινο χρώμα.
Το σύστημα επιτρέπει στους γιατρούς να δουν τι υπάρχει στον όγκομπορεί να υπάρχει μια περιοχή με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο που προκαλείται από κακή ροή αίματος ή να δείτε ότι υπάρχει λίγο οξυγόνο στην περιοχή, αν και υπάρχει αυξημένος όγκος αίματος σε αυτό. Το πρόγραμμα μπορεί να προσαρμοστεί για να αλληλεπιδράσει με άλλες μεθόδους απεικόνισης - όπως μαγνητική τομογραφία, υπερηχογράφημα και δυναμική CT.