Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật không xâm lấn có độ phân giải cao để có được hình ảnh về các mạch máu nhỏ dưới da của người bị tiểu đường và sử dụng một thuật toán trí tuệ nhân tạo để đưa ra ‘điểm’ có thể được sử dụng để xác định mức độ nghiêm trọng của bệnh. Khi nó trở nên di động, kỹ thuật này có thể được sử dụng để theo dõi tính hiệu quả của điều trị.
Microangiopathy, nơi thành tường mao mạch trở nên dày và yếu đến mức chảy máu, rò rỉ protein và làm chậm quá trình tuần hoàn máu, là một trong những biến chứng chính của tiểu đường. Nó có thể ảnh hưởng đến nhiều cơ quan trong cơ thể, bao gồm da.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Munich (TUM) đã phát triển một phương pháp để có được hình ảnh chi tiết về các mạch máu dưới da của người bị tiểu đường và sử dụng trí tuệ nhân tạo để xác định mức độ nghiêm trạng của tình trạng.
Hình ảnh quang âm sử dụng các xung sáng để tạo ra sóng siêu âm bên trong mô. Sự mở rộng và co bóp nhỏ của mô xung quanh các phân tử mà hấp thụ mạnh ánh sáng tạo ra tín hiệu được ghi lại bởi cảm biến và chuyển đổi thành hình ảnh độ phân giải cao. Protein mang oxy hemoglobin là một phân tử hấp thụ ánh sáng như vậy, và vì nó tập trung ở mạch máu, hình ảnh quang âm tạo ra hình ảnh chi tiết về các mạch máu mà các kỹ thuật không xâm lấn khác không thể. Hơn nữa, nó nhanh chóng và không sử dụng tia ion hóa.
Ở đây, các nghiên cứu phát triển một phương pháp cụ thể của hình ảnh quang âm được gọi là RSOM, viết tắt của raster-scan optoacoustic mesoscopy, có thể thu thập dữ liệu về các sâu sắc da khác nhau đồng thời đến độ sâu 1 mm.
“Những phương pháp quang học khác không đạt được độ sâu hoặc chi tiết như RSOM,” Angelos Karlas, tác giả chính của nghiên cứu nói.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng RSOM để chụp hình ảnh da ở chân của 75 người bị tiểu đường và một nhóm kiểm soát của 40 người và sử dụng một thuật toán trí tuệ nhân tạo để xác định các đặc điểm có liên quan với biến chứng của tiểu đường. Họ tạo ra một danh sách 32 thay đổi đặc biệt quan trọng đối với mạch máu nhỏ của da, bao gồm đường kính của các mạch máu và số nhánh chúng có.
Họ quan sát thấy rằng số lượng mạch và nhánh ở tầng da giảm ở người bị tiểu đường, nhưng tăng ở biểu bì, gần bề mặt da. Tất cả 32 đặc điểm mà họ đã xác định đều bị ảnh hưởng bởi sự tiến triển và mức độ n
Họ quan sát thấy rằng số lượng mạch máu và nhánh ở tầng da giảm ở người bị tiểu đường, nhưng tăng ở biểu bì, gần bề mặt da. Tất cả 32 đặc điểm mà họ đã xác định đều bị ảnh hưởng bởi sự tiến triển và mức độ nghiêm trọng của bệnh. Bằng cách tổng hợp 32 đặc điểm này, họ tính toán một ‘điểm vi mạch máu’, liên kết tình trạng của các mạch máu nhỏ trong da và mức độ nghiêm trọng của tiểu đường.
“Với RSOM, chúng ta có thể mô tả một cách định lượng hiệu ứng của tiểu đường,” Vasilis Ntziachristos, tác giả tương ứng của nghiên cứu nói. “Với khả năng làm cho RSOM di động và chi phí hiệu quả, những kết quả này mở ra một cách mới để liên tục theo dõi tình trạng của những người bị ảnh hưởng – hơn 400 triệu người trên toàn thế giới. Trong tương lai, với các cuộc kiểm tra nhanh chóng và không đau, chỉ mất vài phút để xác định liệu liệu phương pháp điều trị có hiệu quả, ngay cả tại môi trường nhà.”