提高近紅外熒光在心血管成像中的準(zhǔn)確性

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)、更精密的工具來幫助他們診斷 CVD。一個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，這些圖像可用于評估問題，例如由脂肪或斑塊堆積引起的動脈增厚。

雖然 IVUS 無疑是一項強(qiáng)大的技術(shù)，但它無法捕獲有關(guān)所觀察血管病理學(xué)的關(guān)鍵信息。為了解決這個問題，近紅外熒光 (NIRF) 成像與 IVUS 結(jié)合使用，以對血管進(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。

生成的熒光信號與 IVUS 圖像結(jié)合以提供準(zhǔn)確的信息。然而，在 NIRF-IVUS 測量過程中，NIRF 檢測器與血管壁之間的距離不斷變化。這提出了新的挑戰(zhàn)，因為血液會減弱熒光信號的強(qiáng)度，并且 NIRF 檢測器和血管壁之間的血液“量”不斷變化。

因此，由德國慕尼黑工業(yè)大學(xué) Vasilis Ntziachristos 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊針對這一問題提出了創(chuàng)新的解決方案。在《生物醫(yī)學(xué)光學(xué)雜志》(JBO) 上發(fā)表的一項新研究中，該團(tuán)隊報告了一種新技術(shù)，該技術(shù)使用移動 NIRF-IVUS探頭的“導(dǎo)絲”來測量血液的熒光衰減。

Ntziachristos 說：“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成像幀。”

這種新方法背后的想法是基于導(dǎo)絲始終對 NIRF 探頭可見的事實。用已知濃度的熒光粒子涂覆導(dǎo)絲確保導(dǎo)絲上的信號將提供當(dāng)前圖像中血液衰減的間接測量。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。在簡單的校準(zhǔn)程序之后，可以計算在血管壁處測量的熒光信號的校正因子。

研究人員使用他們之前研究中報告的小型 NIRF-IVUS 系統(tǒng)在臨床模型中測試他們的技術(shù)。他們還在模擬小血管特性的毛細(xì)管體模上進(jìn)行了實驗。與未校正的 NIRF 信號相比，他們記錄了 4.5 倍的改進(jìn)，目標(biāo)信號的誤差小于 11%，這看起來很有希望。此外，校正方法在組織實驗中保持了 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比，其他校正方法使用平均衰減因子，而不是為每個幀和通過 IVUS 測量的精確探頭到血管距離計算它們。

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