心血管疾病 (CVD) 或心臟疾病仍然是全球死亡的主要原因。幸運(yùn)的是，醫(yī)生現(xiàn)在配備了更先進(jìn)、更精密的工具來(lái)幫助他們?cè)\斷 CVD。一個(gè)突出的例子是血管內(nèi)超聲 (IVUS)，它使心臟病專家能夠使用薄超聲探頭獲得血管內(nèi)部的圖像。然后，這些圖像可用于評(píng)估問題，例如由脂肪或斑塊堆積引起的動(dòng)脈增厚。
雖然 IVUS 無(wú)疑是一項(xiàng)強(qiáng)大的技術(shù)，但它無(wú)法捕獲有關(guān)所觀察血管病理學(xué)的關(guān)鍵信息。為了解決這個(gè)問題，近紅外熒光 (NIRF) 成像與 IVUS 結(jié)合使用，以對(duì)血管進(jìn)行更徹底的檢查。NIRF 利用可以勾畫出體內(nèi)生物過程的熒光劑。這些藥物被注射到血液中，在那里它們與血管壁上特定的病理相關(guān)化合物結(jié)合，例如蛋白質(zhì)或核酸。
生成的熒光信號(hào)與 IVUS 圖像結(jié)合以提供準(zhǔn)確的信息。然而，在 NIRF-IVUS 測(cè)量過程中，NIRF 檢測(cè)器與血管壁之間的距離不斷變化。這提出了新的挑戰(zhàn)，因?yàn)檠簳?huì)減弱熒光信號(hào)的強(qiáng)度，并且 NIRF 檢測(cè)器和血管壁之間的血液“量”不斷變化。
因此，由德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué) Vasilis Ntziachristos 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問題提出了創(chuàng)新的解決方案。在《生物醫(yī)學(xué)光學(xué)雜志》(JBO) 上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種新技術(shù)，該技術(shù)使用移動(dòng) NIRF-IVUS探頭的“導(dǎo)絲”來(lái)測(cè)量血液的熒光衰減。
Ntziachristos 說(shuō)：“我們提供了一種自適應(yīng)校正方案，適合每位患者和在成像過程中收集的每個(gè)成像幀。”
這種新方法背后的想法是基于導(dǎo)絲始終對(duì) NIRF 探頭可見的事實(shí)。用已知濃度的熒光粒子涂覆導(dǎo)絲確保導(dǎo)絲上的信號(hào)將提供當(dāng)前圖像中血液衰減的間接測(cè)量。NIRF 探頭與導(dǎo)絲之間的距離通過 IVUS 確定，NIRF 探頭與血管壁之間的距離也是如此。在簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)程序之后，可以計(jì)算在血管壁處測(cè)量的熒光信號(hào)的校正因子。
研究人員使用他們之前研究中報(bào)告的小型 NIRF-IVUS 系統(tǒng)在臨床模型中測(cè)試他們的技術(shù)。他們還在模擬小血管特性的毛細(xì)管體模上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。與未校正的 NIRF 信號(hào)相比，他們記錄了 4.5 倍的改進(jìn)，目標(biāo)信號(hào)的誤差小于 11%，這看起來(lái)很有希望。此外，校正方法在組織實(shí)驗(yàn)中保持了 70% 的平均準(zhǔn)確度。這些值也與通過其他校正方法獲得的精度形成鮮明對(duì)比，其他校正方法使用平均衰減因子，而不是為每個(gè)幀和通過 IVUS 測(cè)量的精確探頭到血管距離計(jì)算它們。
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