检测脑毛细血管血液循环问题的新方法

大脑可能是对血流和氧气供应变化最敏感的器官。即使毛细血管流动短暂中断(或“停滞”)也可能表明存在急性神经系统问题;有证据表明，阿尔茨海默病和帕金森病等慢性疾病与失速事件密切相关。因此，研究失速的影响可能会导致此类疾病疗法的开发。

然而，尽管过去几十年医学成像取得了巨大进步，但毛细血管停滞的识别仍然是一个艰巨的挑战。光学相干断层扫描 (OCT) 是目前监测小体积内毛细血管的最佳可用方法。但这种方法的时间分辨率较差，这意味着它只能捕获长时间停滞的事件。此外，分析通过 OCT 收集的数据以确定停顿事件需要大量的手动工作。

在最近发表在《神经光子学》上的一项研究中，由波士顿大学约翰·吉布林博士领导的研究小组试图解决这些问题。研究人员使用定制设置展示了一种称为贝塞尔束双光子显微镜的技术在获取脑毛细血管体积图像方面的潜力。此外，该团队提出了一种创新的分析方法来半自动识别失速事件。

但什么是贝塞尔光束双光子显微镜?双光子显微镜是一种广泛使用的成像方式，利用激光激发样品中的荧光分子。两个光子与荧光分子同时碰撞才能发光，这可以大大降低背景噪声。此外，利用贝塞尔光束(一种具有独特强度分布的激光束，使其能够在相对较长的距离内保持聚焦在狭窄的空间中)使得该技术更具前景。

通过这种方法，研究人员大约每两秒就能获得 713 × 713 × 120 μm3体积内所有毛细血管的清晰图像。在这些图像中，通过关注显示为阴影的红细胞的运动，可以以直接的方式检测失速。如果细胞在毛细血管内的同一位置停留两个或多个连续帧，则意味着毛细血管内的血流已停止。

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