激光散斑成像评估供体心脏 – Physics World

法国研究人员改进了最初开发用于检测光如何从红细胞散射的成像技术，现在它可以在异位心脏灌注 (ESHP) 过程中安全地对供体心脏中的冠状动脉血液循环进行成像，ESHP 是一种用于心脏保存和筛选。 这种被称为激光散斑正交对比成像 (LSOCI) 的新技术可以实时对心脏所有外周血管进行无创高分辨率成像，并可以为医生提供有关移植器官质量的宝贵信息.

“这种动态散斑技术已经存在很长时间了，”团队负责人解释道 埃莉斯科林 止 巴黎萨克雷大学 和启动 ITAE 医学研究，“但它通常应用于静止物体。 我们不知道当我们将它应用于一个有明显运动的物体时，我们是否能够获得血液活动的图像，比如跳动的心脏。”

心脏移植手术后的移植物失败可能是由于供体器官的异常，例如冠状动脉疾病。 这些异常的风险随着年龄的增长或患有既往心脏病的患者而增加。 因此，仔细筛查此类情况对于确定器官是否适合移植至关重要。

近年来，ESHP 已经能够在体外评估心脏。 在这里，医生会在含氧营养物质通过血管供应给心脏后监测供体心脏的性能。 问题是在 ESHP 期间进行冠状动脉造影（以筛查冠状动脉疾病）会损害心脏。 因此需要替代成像技术来识别供体器官中的异常血流。

分析散斑图像

本研究中使用的 LSOCI 技术分析散斑图像，散斑图像是在物体的表面或体积被相干光（例如激光）照射时发生的许多建设性和破坏性干涉所产生的。 在这些图像中，研究人员查看散斑对比度参数，Colin 将其描述为一种“模糊函数”。 “当产生信号的散射体处于运动状态时，这一点尤为重要，就像红细胞的情况一样，为此开发了这种技术，”她解释道。

Colin 及其同事现在改进了 LSOCI 以观察心脏中的小血管。 新方法，他们在 生物医学光学杂志，能够使用特定的偏光滤光片分析器官中的血流，该滤光片有利于经过多次散射的光波之间的相互作用。 这些相互作用通常发生在血管深处，这意味着表面光散射受到抑制。 因此，产生的斑点图案主要是由血管内移动的红细胞的多次散射产生的。

对于周期性运动的器官，例如心脏，研究人员需要能够计算模糊函数，而不受器官整体运动的影响。 为此，Colin 和他的同事们开发了一种算法，允许他们根据不同的心跳周期选择它们之间运动最少的图像。

“例如，重要的是要了解生成的图像不包含与辐射图像相同的信息，”她说 物理世界. “产生的图像是红细胞的运动图像，当心脏停止跳动时，图像中看不到任何血管。”

对医生有价值的信息

获得的图像代表心脏在不同时间点的脉管系统，通过分析这些图像的序列，该技术可用于在几秒钟内可视化小至 100 µm 的脉管系统。 研究人员说，它因此可以用于识别指示潜在心脏病的心肌灌注异常。

超薄电子纹身提供持续的心脏监测

“这些信息对医生来说很有价值，这样他们就可以评估要移植的器官的质量，”科林说。 “此类信息很重要，因为它允许我们考虑使用年龄限制不那么严格的移植物，因为我们现在有一种后评估方法来评估这些供体器官的健康状况。 一个间接的结果是它增加了移植可能性的数量。”

Colin 和他的同事现在正在为基于他们的技术的时间校准方法申请专利，但表示他们仍然需要专门针对他们的图像增强方法验证这个概念。 “一旦完成，我们将能够确保医生能够访问带有量化医学指数的图像，这意味着随着时间的推移，一个系统与另一个系统的值具有可比性，”Colin 说。 “我们还想继续研究偏振优化。 这将使我们能够获得最佳对比度，并朝着获得三维信息的方向迈进。”

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/laser-speckle-imaging-assesses-donor-hearts/