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)研究团队成功地以极高的精确度在四维(3D+时间)中绘制了动物(心脏、肾脏和肝脏)整个器官的血流图。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,还能促进某些与血液循环相关疾病的诊断。这些结果发表在《自然通讯》杂志上。
血液微循环是一个复杂的网络,通过微小的血管将血液输送到组织和器官。当这一机制正常运作时,细胞能获得维持健康所需的氧气和营养物质,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,都可能导致严重的临床后果,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可视化微循环,并评估从大动脉到最细小动脉的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这些图像的工具。这是一种新型超声探头,由Nabil Haidour在Clément Papadacci(Inserm研究员)的指导下,作为其博士论文工作的一部分开发的。利用这项技术,科学家们能够绘制三种重要器官——心脏、肾脏和肝脏——的血管化图,并量化其血流动力学,这些实验在与人类体型相当的动物模型上进行,且图像分辨率前所未有。
这种非侵入式设备使得即使在最细小的血管(小于100微米)中也能区分微循环。以肝脏为例,通过其血流动力学特征,可以识别并区分其三种血液网络(动脉、静脉和门静脉)。
Inserm研究员、该研究的最后作者Clément Papadacci解释道:"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4D图像分辨率是前所未有的,同时能够观察整个大型器官及其流动动力学的能力也是前所未有的。"
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。使该技术能够在人体上部署的开发工作正在法国国家健康与医学研究院(Inserm)创建并整合到医学物理研究所的技术研究加速器的帮助下进行。
Clément Papadacci解释道:"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。"
他总结道:"在临床环境中使用,这项新技术可能成为更好地理解整个血管动力学的主要工具,从最大的血管到毛细血管前小动脉。它还可以帮助推进微循环障碍的诊断以及小血管疾病治疗的监测,这些疾病诊断复杂,通常通过排除其他病理来诊断。"
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