提高近红外荧光在心血管成像中的准确性

心血管疾病 (CVD) 或心脏疾病仍然是全球死亡的主要原因。幸运的是，医生现在配备了更先进、更精密的工具来帮助他们诊断 CVD。一个突出的例子是血管内超声 (IVUS)，它使心脏病专家能够使用薄超声探头获得血管内部的图像。然后，这些图像可用于评估问题，例如由脂肪或斑块堆积引起的动脉增厚。

虽然 IVUS 无疑是一项强大的技术，但它无法捕获有关所观察血管病理学的关键信息。为了解决这个问题，近红外荧光 (NIRF) 成像与 IVUS 结合使用，以对血管进行更彻底的检查。NIRF 利用可以勾画出体内生物过程的荧光剂。这些药物被注射到血液中，在那里它们与血管壁上特定的病理相关化合物结合，例如蛋白质或核酸。

生成的荧光信号与 IVUS 图像结合以提供准确的信息。然而，在 NIRF-IVUS 测量过程中，NIRF 检测器与血管壁之间的距离不断变化。这提出了新的挑战，因为血液会减弱荧光信号的强度，并且 NIRF 检测器和血管壁之间的血液“量”不断变化。

因此，由德国慕尼黑工业大学 Vasilis Ntziachristos 教授领导的研究团队针对这一问题提出了创新的解决方案。在《生物医学光学杂志》(JBO) 上发表的一项新研究中，该团队报告了一种新技术，该技术使用移动 NIRF-IVUS探头的“导丝”来测量血液的荧光衰减。

Ntziachristos 说：“我们提供了一种自适应校正方案，适合每位患者和在成像过程中收集的每个成像帧。”

这种新方法背后的想法是基于导丝始终对 NIRF 探头可见的事实。用已知浓度的荧光粒子涂覆导丝确保导丝上的信号将提供当前图像中血液衰减的间接测量。NIRF 探头与导丝之间的距离通过 IVUS 确定，NIRF 探头与血管壁之间的距离也是如此。在简单的校准程序之后，可以计算在血管壁处测量的荧光信号的校正因子。

研究人员使用他们之前研究中报告的小型 NIRF-IVUS 系统在临床模型中测试他们的技术。他们还在模拟小血管特性的毛细管体模上进行了实验。与未校正的 NIRF 信号相比，他们记录了 4.5 倍的改进，目标信号的误差小于 11%，这看起来很有希望。此外，校正方法在组织实验中保持了 70% 的平均准确度。这些值也与通过其他校正方法获得的精度形成鲜明对比，其他校正方法使用平均衰减因子，而不是为每个帧和通过 IVUS 测量的精确探头到血管距离计算它们。

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