У порівнянні з кровотоком у здорових тканинах пухлинний кровотік є ненормальним, і ці відхилення
За словами Джанаки Сенаратна, наукового співробітникалабораторії Патхак і один з творців програми, вивчення архітектури кровоносних судин і динаміки їх кровотоку в пухлинах може дати уявлення про прогресування раку і його метастазировании. Цей підхід може прискорити розробку нових методів лікування, націлених на кровоносні судини пухлини, щоб обмежити надходження поживних речовин в неї і кисню. HemoSYS також може привести до більш ефективної доставки вже доступних ліків шляхом картування коливань кровотоку в судинах, що живлять пухлину.
Кровоносні судини пухлини є її життєвоважливим каналом для виживання і зростання, забезпечуючи її поживними речовинами, а також дають можливість пухлинних клітин поширюватися в інші частини тіла. Ці судини часто ростуть постійно і створюють аномальні патерни кровотоку, що робить їх величезною перешкодою для ефективної доставки терапевтичних засобів.
«Ненормальний кровотік ускладнюєпрогнозування ефективності лікування, і якщо недостатня кількість лікарського засобу доставляється в пухлину, рак може рецидивувати або розвинути стійкість до лікування або посилювати шкідливі побічні ефекти.
Арвінд Патхак, доцент кафедри радіології та біомедичної інженерії у Медичній школі Університету Джона Хопкінса.
Дослідники Джона Хопкінса попереджають, щоінструмент дослідження поки що не має прямого відношення до пухлин людини. Але, каже Патхак, «оскільки наша здатність отримувати зображення з високою роздільною здатністю в клініці покращується, ми сподіваємося, що цей інструмент можна адаптувати, щоб забезпечити неінвазивний спосіб аналізу коливань кровотоку при раку окремого пацієнта та допомогти в індивідуальному налаштуванні їхньої терапії».
Для розробки HemoSYS лабораторія Pathak Labпривернула біомедичних інженерів і біофізиків для розробки точних і ефективних способів кількісного визначення «багатоваріантних» даних, що складаються з пухлинного кровотоку, об'єму крові і зображень оксигенації. Для збору кожної з цих змінних даних від пухлин, імплантованих тваринам, використовували інший тип джерела світла.
«Як правило, дослідницькалабораторія, що вивчає ці системи кровоносних судин, повинна мати великий досвід в обробці зображень для кількісної оцінки взаємозв'язку між цими вимірами. HemoSYS дозволяє дослідникам, які мають досвіду програмування, проводити аналіз цих багатовимірних даних зображень».
Арвінд Патхак, доцент кафедри радіології та біомедичної інженерії у Медичній школі Університету Джона Хопкінса.
Програма HemoSYS використовує фундаментальніінженерні принципи для аналізу та інтеграції різних видів даних, зібраних різними методами візуалізації. Ці дані дозволяють вченим строго картировать весь «гемодинамический ландшафт» досліджуваної пухлини. Результатом є барвиста, але інформативна візуалізація, яка показує взаємозв'язок між кровотоком, оксигенацией і пухлинними клітинами в яскравих червоних, синіх і зелених тонах.
Система дозволяє лікарям побачити, що в пухлиниможе бути область з низьким вмістом кисню, викликаним поганим кровотоком, або побачити, що в області мало кисню, хоча в ній спостерігається підвищений обсяг крові. Програму можна адаптувати до взаємодії з іншими методами візуалізації - таких як МРТ, УЗД і динамічна КТ.