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科學家開發出高精度腦血管成像新方法

  俄羅斯莫斯科斯科爾科沃科學技術研究所和薩拉托夫州立大學合作,開發出一種新的顯示大腦血管血液流動的方法。新方法準確性極高,可基于個人血紅細胞的移動重建血管地圖,而無需使用毒性著色劑和昂貴的遺傳工程技術。相關研究發表在《歐洲物理學報Plus》上。

  眾所周知,為了更好地了解大腦的血液供應機制,需要繪制血管網絡圖,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致血管變化,使得成像不太可靠。作為替代方案,可以使用轉基因動物技術,但這兩種方法都非常昂貴。

  斯科爾科沃科學技術研究所馬克西姆·庫羅琴金稱,他們開發的新方法基于光學顯微鏡和圖像處理的結合,不需要使用著色劑。該方法精度高,可以發現血液移動中的每一個紅細胞。這是與其他方法(包括不使用著色劑的方法)相比的主要優勢,因為毛細血管中沒有那么多的紅細胞。新成像方法不僅可以區分最小的大腦毛細血管,成本還很低。

  庫羅琴金表示,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最小毛細血管網,其中紅細胞的移動不穩定。然后,他們在更復雜的小鼠大腦的血管模型上進行了測試。實驗證明,該方法可以直接獲得血液循環系統和血管直徑的兩個重要特征。一旦有了這些數據,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。這些參數可用來建立血液循環模型。使用該模型可以對血壓和黏度進行測量。

  庫羅琴金還稱,新方法能夠更好地了解內皮細胞的生理學特性。因為內皮細胞的狀態是所有心血管疾病的生理學基礎,根據內皮細胞的狀態,能夠確定大腦和其他身體部位的特定病理學。例如,中風的主要原因是大腦中血管壁變薄和破裂導致,而一個準確的血管網絡模型可以顯示血管壁變薄的程度。

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