美國(guó)威爾曼光醫(yī)學(xué)中心（Wellman Center for Photomedicine）新開(kāi)發(fā)的成像技術(shù)能夠幫助識(shí)別最有可能破裂的動(dòng)脈斑塊。

第一代ILSI導(dǎo)管原型

識(shí)別冠狀動(dòng)脈斑塊的存在是預(yù)防心臟病發(fā)作的重要一步，但是確定哪些斑塊最有可能破裂并進(jìn)入血流是其中的關(guān)鍵。

目前，用于探查和評(píng)估體內(nèi)斑塊物理特性的方法主要包括光學(xué)相干斷層掃描儀（OCT）和光聲雷達(dá)，但是測(cè)量關(guān)鍵力學(xué)因素和粘彈性參數(shù)的方法還是迷霧重重。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，日前，美國(guó)威爾曼光醫(yī)學(xué)中心的一個(gè)研究項(xiàng)目已開(kāi)發(fā)出基于血管內(nèi)激光散斑成像（ILSI）的解決方案，研究成果以標(biāo)題“In-vivo mechanical characterization of coronary atherosclerotic plaques in living swine using intravascular laser speckle imaging”發(fā)表于Biomedical Optics Express，論文鏈接為：https://doi.org/10.1364/BOE.418939。

研究進(jìn)展情況

“測(cè)量斑塊力學(xué)特性對(duì)于識(shí)別容易破裂以及隨后引致心臟病發(fā)作的不穩(wěn)定斑塊來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。”威爾曼光醫(yī)學(xué)中心的Seemantini Nadkarni說(shuō)道，“ILSI提供了量化冠狀動(dòng)脈斑塊力學(xué)特性指數(shù)的獨(dú)特能力，從而提供了對(duì)其力學(xué)穩(wěn)定性的直接評(píng)估。”

早在2005年，威爾曼光醫(yī)學(xué)中心就首次嘗試?yán)眉す馍邅?lái)研究動(dòng)脈斑塊，探究生物組織內(nèi)不同區(qū)域返回的光子之間的干涉影響，從而在生物組織表面形成顆粒狀強(qiáng)度斑紋。

這些時(shí)間強(qiáng)度變化可以提供有關(guān)斑塊固有粘彈性特性的信息，但是要作為一種實(shí)際的臨床應(yīng)用技術(shù)，必須解決存在心臟運(yùn)動(dòng)情況下，將散斑圖案?jìng)鬏斨翀D像探測(cè)器有關(guān)的諸多實(shí)際問(wèn)題。

該研究的另一項(xiàng)關(guān)鍵挑戰(zhàn)涉及，光纖束移動(dòng)過(guò)程中光纖間的光泄漏對(duì)記錄散斑數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響。

為此，威爾曼光醫(yī)學(xué)中心設(shè)計(jì)了一款新儀器來(lái)解決這些問(wèn)題，這是一種“小直徑血管內(nèi)導(dǎo)管，包含可將光傳遞至冠狀動(dòng)脈壁的光纖”。Nadkarni補(bǔ)充道，“我們還使用了小直徑光纖束、偏振鏡以及梯度折射率（GRIN）透鏡，可將動(dòng)脈壁反射的散斑圖成像到CMOS傳感器上。”

這種新設(shè)備使用了人類(lèi)冠狀動(dòng)脈移植到豬的異種移植模型進(jìn)行測(cè)試，在該模型中，人類(lèi)血管的一部分被“嫁接”到豬的心臟上。

人冠狀動(dòng)脈移植到活體豬心臟的異種移植

“該成果代表了ILSI臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程中新的重大進(jìn)展。”論文中評(píng)論道，“本研究評(píng)估了ILSI在體內(nèi)心臟與呼吸運(yùn)動(dòng)生理?xiàng)l件下對(duì)人類(lèi)冠狀動(dòng)脈斑塊進(jìn)行血管內(nèi)評(píng)估的能力。”

基于ILSI的解決方案診斷靈敏度極高

為了評(píng)估心臟運(yùn)動(dòng)對(duì)散斑數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)影響，該研究開(kāi)發(fā)了一種方案，能夠比較跳動(dòng)心臟的心電圖（EKG）信號(hào)和非心電圖門(mén)控信號(hào)觸發(fā)的圖像采集。然后計(jì)算出散斑去相關(guān)時(shí)間常數(shù)的參數(shù)，可作為照明后即時(shí)圖像幀中斑塊本身固有散斑圖案發(fā)展變化的測(cè)量參數(shù)。

結(jié)果表明，對(duì)于很可能會(huì)破裂的壞死核心斑塊來(lái)說(shuō)，該參數(shù)將顯著低于更穩(wěn)定的斑塊。

“不穩(wěn)定斑塊的時(shí)間常數(shù)明顯低于冠狀動(dòng)脈壁其他穩(wěn)定斑塊的時(shí)間常數(shù)。”Nadkarni表示，“這些結(jié)果表明，ILSI對(duì)于檢測(cè)生理?xiàng)l件下最有可能破裂的人類(lèi)脂質(zhì)池斑塊，具有極高的診斷靈敏度和特異性。”

ILSI平臺(tái)的一項(xiàng)臨床優(yōu)勢(shì)是能夠輕松地將其與已建立的冠狀動(dòng)脈內(nèi)技術(shù)（如OCT或超聲）相整合，將來(lái)自ILSI的力學(xué)數(shù)據(jù)與形態(tài)學(xué)信息相結(jié)合，以提升斑塊穩(wěn)定性的評(píng)估水平。

該研究下一步將在活體動(dòng)物上進(jìn)行進(jìn)一步的臨床前研究，然后評(píng)估ILSI導(dǎo)管應(yīng)用于人類(lèi)的安全性，作為實(shí)現(xiàn)最終臨床應(yīng)用的重要步驟。

該研究顯示：“在活體內(nèi)使用ILSI進(jìn)行組織力學(xué)評(píng)估，為冠狀動(dòng)脈和外周動(dòng)脈的血栓栓塞診斷開(kāi)辟了新途徑，標(biāo)志著基于散斑力學(xué)表征技術(shù)的一個(gè)重要里程碑。”

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