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俄開發(fā)出高精度腦血管成像新方法
2021-09-08
來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
俄羅斯莫斯科斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所和薩拉托夫州立大學(xué)合作,開發(fā)出一種新的顯示大腦血管血液流動(dòng)的方法。新方法準(zhǔn)確性很高,可基于個(gè)人血紅細(xì)胞的移動(dòng)重建血管地圖,而無(wú)需使用毒性著色劑和昂貴的遺傳工程技術(shù)。相關(guān)研究發(fā)表在《歐洲物理學(xué)報(bào)Plus》上。
眾所周知,為了更好地了解大腦的血液供應(yīng)機(jī)制,需要繪制血管網(wǎng)絡(luò)圖,為此需要使用各種成像方法,包括將熒光著色劑引入血液的基于紅外輻射的高精度方法。但遺憾的是,許多著色劑是有毒的,此外添加劑還可能導(dǎo)致血管變化,使得成像不太可靠。作為替代方案,可以使用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù),但這兩種方法都非常昂貴。
斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所馬克西姆·庫(kù)羅琴金稱,他們開發(fā)的新方法基于光學(xué)顯微鏡和圖像處理的結(jié)合,不需要使用著色劑。該方法精度高,可以發(fā)現(xiàn)血液移動(dòng)中的每一個(gè)紅細(xì)胞。這是與其他方法(包括不使用著色劑的方法)相比的主要優(yōu)勢(shì),因?yàn)槊?xì)血管中沒有那么多的紅細(xì)胞。新成像方法不僅可以區(qū)分小的大腦毛細(xì)血管,成本還很低。
庫(kù)羅琴金表示,為了證明該方法的效率,研究人員使用了兩種生物模型:小鼠大腦和雞胚胎。首先,他們使用雞胚胎繪制小毛細(xì)血管網(wǎng),其中紅細(xì)胞的移動(dòng)不穩(wěn)定。然后,他們?cè)诟鼜?fù)雜的小鼠大腦的血管模型上進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)證明,該方法可以直接獲得血液循環(huán)系統(tǒng)和血管直徑的兩個(gè)重要特征。一旦有了這些數(shù)據(jù),就可以嘗試獲得諸如血管彈性、僵硬膜、血壓和黏度等其他信息。這些參數(shù)可用來(lái)建立血液循環(huán)模型。使用該模型可以對(duì)血壓和黏度進(jìn)行測(cè)量。
庫(kù)羅琴金還稱,新方法能夠更好地了解內(nèi)皮細(xì)胞的生理學(xué)特性。因?yàn)閮?nèi)皮細(xì)胞的狀態(tài)是所有心血管疾病的生理學(xué)基礎(chǔ),根據(jù)內(nèi)皮細(xì)胞的狀態(tài),能夠確定大腦和其他身體部位的特定病理學(xué)。例如,中風(fēng)的主要原因是大腦中血管壁變薄和破裂導(dǎo)致,而一個(gè)準(zhǔn)確的血管網(wǎng)絡(luò)模型可以顯示血管壁變薄的程度。
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