弗吉尼亚州夏洛茨维尔——你的心脏隐藏着一个秘密:一层脂肪,它可以保护心脏,也可能导致其衰竭。现在,弗吉尼亚大学的研究人员发明了一种革命性的MRI技术,使他们能够以前所未有的细节研究这种神秘的组织,从而可能开辟心脏医学的新领域。
这项创新技术专门研究心外膜脂肪组织(EAT),这是一种包裹心脏的特殊脂肪层。虽然EAT在健康个体中自然具有保护功能,提供能量储备和心脏的热绝缘,但在某些条件下,它可能会发生令人担忧的变化。
由弗吉尼亚大学生物医学工程系的弗雷德里克·H·艾普斯坦博士领导的研究团队开发了这种专门的MRI技术,用于检测EAT中的脂肪酸组成,测量不同类型的脂肪:饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。
“通过这种新的MRI技术,我们首次能够知道积聚在心脏周围脂肪的组成。这很重要,因为根据其成分,围绕心脏的脂肪有可能释放有害物质直接进入心肌,导致严重的心脏问题。” 弗吉尼亚大学健康中心的心脏病学和影像学专家阿米特·R·帕特尔博士解释道。
研究人员使用创新的MRI技术发现,被忽视的脂肪组织可能包含有关心脏病的关键线索。为了测试他们的新成像方法,研究人员研究了21名经历过ST段抬高型心肌梗死(STEMI)的患者,这是一种严重的心脏病发作类型。所有患者在接受检查时,距离恢复心脏血流的时间不超过96小时。研究组包括14名男性和7名女性,平均年龄为62.6岁。
该技术提供了关于EAT组成的详细见解,这是传统成像方法无法实现的。了解不同类型脂肪的比例至关重要,因为每种脂肪对心脏健康有不同的影响。例如,饱和脂肪与脂肪组织中的炎症反应有关,而某些不饱和脂肪可能有助于对抗炎症。
主要的技术成就之一是开发了一种能够在心脏和肺部不断运动的情况下捕捉清晰图像的方法。“在心外膜脂肪组织中进行这些测量需要使用先进的计算方法,从整体嘈杂的信号中提取饱和脂肪酸的独特特征。” 艾普斯坦博士解释说,他同时也是弗吉尼亚大学研究副总裁。
研究发现,EAT的组成与其他身体脂肪沉积物有显著差异。值得注意的是,研究人员发现了EAT组成与STEMI患者心脏功能和结构测量之间的显著相关性。结果表明,分析EAT组成可能为心脏健康和疾病进展提供宝贵的见解。
展望未来,帕特尔博士设想了潜在的治疗应用。“通过我们的持续研究,我们希望证明可以通过饮食和锻炼或药物将围绕心脏的不健康脂肪转化为更健康的脂肪类型。我们相信这样做可以减少一些与心脏病相关的并发症。”
从保护垫到心脏健康潜在指标,围绕心脏的脂肪可能包含有关心脏疾病的宝贵线索。这种新的成像技术使我们更接近于理解其复杂作用。
论文摘要
方法
研究人员开发了一种专门的MRI序列,在一次屏气期间捕捉心脏区域的多幅图像。该技术使用复杂的数学模型分析不同类型的脂肪分子如何响应磁场,从而区分各种脂肪酸。然后使用高级计算机算法处理图像,以减少噪声并提高清晰度,最终生成详细的脂肪组成图。
结果
研究表明,EAT中的多不饱和脂肪含量显著低于其他身体脂肪沉积物。重要的是,EAT中含有较高水平饱和脂肪的患者表现出更大的心腔和较差的心脏功能。该技术在测试油体模(测试对象)时表现出高度准确性,显示出与已知脂肪组成的强相关性。
局限性
该研究专门针对在心脏病发作后短时间内接受检查的STEMI患者,因此研究结果可能不适用于其他人群或心脏状况。样本量相对较小,只有21名患者。该技术需要复杂的MRI设备和复杂的数据处理,这可能限制其广泛应用。此外,该成像方法最适合较大体积的脂肪组织,对于非常薄的EAT层可能不太准确。
讨论和结论
研究表明,心脏周围脂肪的组成,而不仅仅是数量,可能在心脏病中起着至关重要的作用。非侵入性分析这种脂肪的能力可能导致更好地理解心脏病进展,并可能带来新的治疗策略。该技术还可以帮助在患者出现严重症状之前识别出心脏病风险较高的患者。
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