首次,来自医学物理研究所(Inserm/ESPCI Paris-PSL/CNRS)的法国国家健康与医学研究院(Inserm)研究团队成功以极高精度绘制了动物(心脏、肾脏和肝脏)整个器官的血流图,实现了四维成像:三维空间加时间维度。当应用于人类时,这种新型成像技术不仅可以增进我们对循环系统(静脉、动脉、血管和淋巴系统)的理解,还有助于诊断某些与血液循环相关的疾病。这些成果已发表在《自然通讯》杂志上。
血液微循环是一个复杂的网络,通过微小血管将血液输送到组织和器官。当这一机制正常运作时,细胞能够获得维持健康所需的氧气和营养,同时代谢废物被有效清除。
该网络的任何改变,无论是结构性的还是功能性的,都可能产生严重的临床后果,包括心力衰竭、肾衰竭和各种慢性疾病。然而,目前尚无一种成像方法能够在整个器官层面上,从大动脉到最细小的微动脉,可视化微循环并评估整个循环系统的完整性。
考虑到这一问题,医学物理研究所(Inserm/ESPCI Paris-PSL/CNRS)研究团队开发了首个能够生成此类图像的工具。这是一种新型超声探头,由Nabil Haidour在其论文工作中开发,由Inserm研究员Clément Papadacci指导。
利用这一技术,科学家们已经能够在与人类大小相当的动物模型中,以前所未有的图像分辨率,绘制三种关键器官——心脏、肾脏和肝脏的血管化情况并量化其血流动力学。这种非侵入性设备甚至能够区分最细小血管(小于100微米)中的微循环。在肝脏的情况下,得益于其血流动力学特征,科学家们能够识别并区分其三种血液网络(动脉、静脉和门静脉)。
Inserm研究员兼该研究最后作者Clément Papadacci解释说:"这些结果的创新之处在于,这些图像使我们能够在非常小的尺度(小于100微米)上可视化整个器官的血管——这种四维图像分辨率是前所未有的,同样前所未有的是观察整个大型器官及其血流动力学的能力。"
这项技术现在将作为临床试验的一部分在人体上进行测试。在Inserm创建并整合到医学物理研究所的生物医学超声技术研究加速器的帮助下,正在开展使该技术能够在人体上应用的开发工作。
Papadacci解释道:"该探头可以连接到小型便携设备上,这将使其能够整合到医疗实践中。"
Papadacci总结道:"在临床环境中使用,这项新技术可以成为更好地理解整个血管动力学(从最大血管到毛细血管前微动脉)的主要工具。它还可以帮助推进微circulation障碍的诊断以及对难以诊断的小血管疾病的治疗监测,这些疾病通常需要排除其他病理才能诊断。"
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