日本科学家找到了一种无需进行侵入性程序就能观察血液凝固活动的方法。
使用一种新型显微镜和人工智能技术,科学家们展示了如何跟踪冠状动脉疾病患者的血小板“聚集”情况,为更安全、个性化的治疗打开了大门。
血小板是微小的血细胞,当我们的皮肤受到切割时,它们会迅速冲向伤口以止血。然而,有时它们会“过度反应”,在心脏病患者体内形成危险的动脉血栓,导致心脏病发作或中风。
“血小板在心脏病中起着关键作用,特别是在冠状动脉疾病中,因为它们直接参与了血栓的形成,”该研究的主要作者、东京大学医院助理教授广濑和俊博士说。
为了防止危险的血栓,冠状动脉疾病患者通常会接受抗血小板药物治疗。然而,准确评估这些药物在每个个体中的效果仍然具有挑战性。
广濑教授和他的团队开发了一种新的系统,用于监测运动中的血小板,该系统使用高速光学设备和人工智能。
“就像交通摄像头捕捉道路上的每一辆车一样,我们的显微镜每秒捕捉数千张流动中的血细胞图像,”该研究的共同作者、东京大学化学教授周宇琪博士在媒体发布会上说。
“我们使用了一种称为频率分复用(FDM)显微镜的先进设备,它像一个超高速摄像机,可以拍摄出清晰的流动血细胞图像。然后我们使用人工智能来分析这些图像。”
“人工智能可以判断它看到的是单个血小板——就像一辆车——还是血小板聚集体,就像交通堵塞,甚至还可以识别出混杂其中的白细胞——就像交通堵塞中的警车。”
研究小组将这项技术应用于200多名患者的血液样本。
发表在《自然通讯》杂志上的研究结果表明,急性冠状动脉综合征患者的血小板聚集体比慢性症状患者更多——支持了这种技术可以实时跟踪凝血风险的观点。
研究人员表示,最重要的发现之一是,这项技术可以简单地使用从手臂抽取的血液,而不是从心脏动脉抽取的血液,并且可以提供几乎相同的信息。
“这非常令人兴奋,因为它使过程变得更加简单、安全和方便,”广濑博士说。
“通常,如果医生想了解冠状动脉内的情况,需要进行侵入性程序,比如通过手腕或腹股沟插入导管来采集血液。”
“从手臂静脉抽取常规血液样本仍然可以提供关于动脉内血小板活动的有意义信息。”
研究小组认为,这项技术将帮助医生更好地个性化心脏病治疗。
“就像有些人根据他们的身体需要更多的或更少的止痛药一样,我们发现人们对抗血小板药物的反应也不同。事实上,一些患者即使服用相同的抗血小板药物,仍会出现反复血栓,而另一些患者则会反复出血。”
“我们的技术可以帮助医生实时看到每个人的血小板行为(并且)人工智能可以‘看到’超出人眼所能检测到的模式。”
该研究还表明,即使是像血细胞这样微小的东西也能讲述一个关于你健康的巨大故事。
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