科研进展

先进院在国际上率先成功研制血管内超高分辨光声显微系统

时间:2014-03-27  来源: 文本大小:【 |  | 】  【打印

  日前从中国科学院深圳先进技术研究院医工所生物医学光学与分子影像研究室宋亮课题与劳特伯生物医学成像研究中心、香港大学李嘉诚医学院合作,在血管内成像领域取得重要进展。团队在国际上率先成功研制成像分辨率高达19.6μm血管内超高分辨光声显微成像系统,有望为急性心脑血管事件的介入诊断和治疗,提供革新的技术手段。相关科研成果Intravascular optical-resolution photoacoustic tomography with a 1.1 mm diameter catheter发表在2014320日出版的PLOS ONE 9(3): e92463PLOS ONE是国际综合交叉学科领域的著名学术期刊(JCR一区,排名7/56,五年影响因子4.24  

  急性心肌梗死、脑卒中等急性心脑血管事件威胁人类健康的头号杀手,而近70%的急性心血管事件,是由于冠状动脉的易损斑块破裂形成血栓导致。实现易损斑块的早期诊断与预警是降低心脑血管疾病死亡率的关键之一。易损斑块的特征包括大的脂质核心、薄的纤维帽以及伴随的炎症和巨噬细胞浸润目前临床使用的冠脉造影、血管内超声(IVUS)、光学相干断层技术OCT)都只能获得血管的形态和结构信息,无法精准获得血管内斑块的成份信息和炎症活动,而这些特征评估斑块的破裂风险及指导介入治疗至关重要。  

  针对这些血管内介入成像的紧迫需求,宋亮团队骨干白晓淞、龚小竞等共同设计和研制了血管内光学分辨率光声显微系统,并与香港大学医学院的侯江涛博士一起对系统的性能进行了测试、验证。系统基于光声成像技术,可通过探测生物组织脉冲激光的选择性吸收后产生的超声信号,获取反组织成份、炎症活动等重要生理功能信息,对指导心血管病的介入诊断和治疗,具有极其重大的意义。此外,系统还可同时获得常规的血管内超声IVUS图像,提供整个血管内壁的形态和结构信息。  

  系统成像导管的外径仅1.1mm,且柔韧性与生物兼容性设计均已经基本达到临床使用的要求。此外,实验测量的光声显微成像空间分辨率19.6mm传统的血管内光声和超声成像分辨率高10倍左右,能够获得与血管内OCT比拟的高分辨率图像,在指导和评估心血管支架放置方面表现出极大的潜在应用。同时,该系统通过光声光谱成像方法能够精准地识别斑块脂质、纤维等成份,进一步提高血管内影像对易损斑块的早期识别、诊断及治疗引导具有极高的科研和临床应用价值。团队已针对该技术申请中国发明专利5项,国际发明专利PCT2项,为相关自主知识产权的临床和产业转化奠定了基础。

血管内光声显微系统的整体结构图(a)及成像导管照片(c

高分辨的血管内光声显微成像(ac和血管内超声成像(df)对血管支架贴壁情况的评估。光声显微技术可以检测到细微的支架贴壁不良,对指导心血管介入治疗有重要意义