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血管内成像技术表征了关键的心脏病发作风险

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波士顿,质量。,March 30, 2021 — A Massachusetts General Hospital-based research team has introduced an intravascular laser speckle imaging (ILSI) technique that showed the ability to identify the distinct mechanical features of plaques that are most apt to rupture under the physiological conditions of cardiac motion, blood flow, and breathing. The rupture of unstable coronary plaques can cause arterial blockage, leading to heart attack.

这项研究为科学家提供了一个过程,以获取必要的视觉信息,从而提供药理学见解,从而有助于开发预防心脏病发作的治疗方法和预防方法。

研究人员部署了一种小直径血管内导管装置,将光线送入冠状动脉壁。导管中加入了光纤(纤维束),在其下面放置照明纤维。该导管还包括一个GRIN透镜,将反射的散斑图案成像到外部CMOS传感器上,以及一个镜面和圆形偏振器组件。

ILSI使用激光散斑模式来估计放射源(在这种情况下是冠状动脉斑块)的力学性能。当激光从组织散射时,这些图案就形成了,在这些图案中,当用高速摄像机观察时,由于斑块的粘弹性特性,单个的斑点会随着时间波动。

一项被称为血管内激光散斑成像的新技术有一天可能被用于检测可能导致心脏病发作的冠状动脉斑块。研究人员开发了一种小直径血管内导管,它包含了一个小直径纤维束、偏振器和GRIN透镜,将反射的散斑模式成像到CMOS传感器上。Wellman影像医学中心Seemantini Nadkarni提供。
一项被称为血管内激光散斑成像的新技术有一天可能被用于检测可能导致心脏病发作的冠状动脉斑块。研究人员开发了一种小直径血管内导管,它包含了一个小直径纤维束、偏振器和GRIN透镜,将反射的散斑模式成像到CMOS传感器上。Wellman影像医学中心Seemantini Nadkarni提供。
当施加应力时,粘性材料自然会抵抗流动。粘弹性是材料在经历应力引起的变形时同时表现出粘弹性特性的特性。

研究人员评估了他们的仪器在猪异种移植模型中检测人类冠状动脉不稳定斑块的效率和性能;研究小组将人类冠状动脉缝合到猪跳动的心脏上进行临床前测试。研究小组成员通过计算散斑模式强度波动率来评估动脉内斑块的力学特性,然后将结果与他们之前获得的组织病理学检测结果进行比较。

研究小组报告说,不稳定斑块中的比率或“时间常数”明显低于冠状动脉壁中的其他稳定斑块。麻省总医院Wellman光化学中心的研究小组负责人Seemantini Nadkarni说,换句话说,结果显示ILSI在检测人体中最容易在生理条件下破裂的脂质池斑块时具有很高的诊断灵敏度和特异性。

“通过提供测量机械稳定性的独特能力——检测不稳定斑块的关键指标——ILSI有望为冠状动脉评估提供一种新的方法,”Nadkarni说。

研究人员说,医务人员可以很容易地将新技术与现有的冠状动脉内技术(如OCT和/或血管内超声)整合。国际买球的网站这样的组合可以将ILSI的力学特征和性能信息与其他方法提供的形态学信息配对,从而全面提高菌斑稳定性评估。

最近的研究表明,力学特征以及微观结构和成分特征影响斑块破裂。

在对活体动物进行额外的评估之后,研究人员将评估他们的设备在人体上使用的安全性,并开始获得临床使用监管部门的批准。

这项研究发表在生物医学光学表达(www.doi.org/10.1364/BOE.418939)。

Photonics.com
2021年3月
术语表
光纤
一种由拉伸或挤压而成的玻璃或塑料制成的细长丝,有一个中心核心和一层低折射率材料的包层,以促进全内反射(TIR)。它可以单独地用于传输脉冲光信号(通信光纤),也可以成束地用于传输光或图像。
研究与技术 教育 马萨诸塞州综合医院 麻省总医院的威尔曼光学医学中心 麻省总医院的Wellman光医学中心 Biophotonics 生物医学成像 血管内 血管内成像 血管内成像系统 心脏病 医疗 医学 CMOS传感器 GRIN透镜 笑容光学 光纤 血管内激光散斑成像 生物医学光学 生物医学光学表达

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