《借助新型激光成像技术,科学家能高效确定供体心脏是否适合移植》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2023-04-28
  • 近日,法国一组研究人员发现,一种新的激光成像技术将有望确定哪些供体心脏适合移植,哪些供体心脏会导致不良结果。更难得的是,它不许需要进行冠状动脉造影,也无需使用可能会损害移植心脏的造影剂。初步研究结果已发表在2023年4月的《生物医学光学杂志》(JBO)上。

    根据以往经验,严重冠状动脉疾病(CAD)是心脏移植术后,会否发生原发性移植物衰竭和早期死亡的关键决定因素。而随着捐赠者群体的标准扩大,在进行心脏移植分配前,心脏筛查的重要性正愈加凸显。由于等待心脏移植的名单很长,人们迫切希望找到筛选捐赠心脏(供体心脏)的方法,以确定它们的生存能力和潜在的并发症。

    然而,当下被视作供体心脏评估“金标准”的侵入性冠状动脉造影,实际上只有大约三分之一的供体心脏会采用这种方式进行检查。离体心脏灌注(ESHP)研究则可以在供体心脏从供体中取出后进行,这种方法中使用的造影剂会使心脏衰老退化。

    正因如此,研究人员们一直在寻找一种更优的方法来更好地保存心脏。

    上述法国团队最近研究了一种基于激光散斑的非接触式成像技术,该技术可以在不需要对比的情况下评估心脏血管的结构和功能。研究人员建立了激光散斑正交对比成像(LSOCI)技术,用于选择性检测运动红细胞的多次散射。激光聚焦在供体心脏上,移动粒子的背向散射光可以用相机观察到,这产生了模糊效果,可以作为血管和周围组织之间的对比。

    作为一种全视野光学技术,LSOCI能够创建具有实时成像能力的整个心脏外周血管的高分辨率成像。来自法国巴黎萨克雷大学的Elise Colin教授在国际光学与光子学学会(SPIE)的一份声明中解释称:“光学技术可以实时对心脏的整个外周血管系统进行高分辨率成像。”

    为了验证这种方法,研究人员开发了一种临床模型,来研究移植前供体心脏的冠状动脉循环。然后,他们将激光和摄像机安装在一个固定在灌注模块(包含供体心脏)上方的关节臂上,生成并分析快速变化的斑点模式。

    为了克服由于心脏跳动而导致的追踪血管系统的挑战,研究人员进一步优化了一种称为“多周期增强信噪比”(MPE-SNR)的方法。随着时间的推移,他们拍摄了一系列的图像,并建立起了一套描绘心脏相似位置血管系统的框架。然后通过使用其他图像对该序列中的每个图像进行优化,减少了噪声并增强了细节。

    优化后的图像代表了不同时间点的血管系统。研究人员就是使用一系列这样的图像,在几秒钟内将小到100微米的血管系统可视化,并精确地显示血液循环。在未来,这项技术将有望用于识别心肌灌注异常,以及表征潜在的心脏疾病(如冠状动脉疾病)。

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