通過光聲成像進(jìn)行高級神經(jīng)可視化

科學(xué)家研究有髓神經(jīng)的獨(dú)特吸收光譜，以此將其可視化并將其與周圍環(huán)境區(qū)分開來。

侵入性醫(yī)療手術(shù)，例如需要局部麻醉的手術(shù)，通常存在神經(jīng)損傷的風(fēng)險。在手術(shù)過程中，外科醫(yī)生可能會意外切割、拉伸或壓縮神經(jīng)，尤其是當(dāng)將它們誤認(rèn)為是其他組織時。這可能會導(dǎo)致患者出現(xiàn)長期癥狀，包括感覺和運(yùn)動問題。同樣，如果針沒有放置在距目標(biāo)周圍神經(jīng)正確的距離處，接受神經(jīng)阻滯或其他類型麻醉的患者可能會遭受神經(jīng)損傷。

當(dāng)前成像技術(shù)的挑戰(zhàn)

因此，研究人員一直在嘗試開發(fā)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)來降低神經(jīng)損傷的風(fēng)險。例如，超聲波和磁共振成像 (MRI) 可以幫助外科醫(yī)生在手術(shù)過程中精確定位神經(jīng)的位置。然而，在超聲圖像中區(qū)分神經(jīng)與周圍組織具有挑戰(zhàn)性，而 MRI 既昂貴又耗時。

首次在體內(nèi)記錄豬的尺神經(jīng)(左)和正中神經(jīng)(右)的光聲圖像。用 1725 nm 光照射神經(jīng)并疊加在共同配準(zhǔn)的超聲圖像上。還顯示了神經(jīng)和周圍瓊脂糖感興趣區(qū)域 (ROI) 的輪廓。圖片來源：M. Graham 等人，doi 10.1117/1.JBO.28.9.097001

在這方面，有一種有前途的替代方法，稱為多光譜光聲成像。光聲成像是一種非侵入性技術(shù)，結(jié)合光波和聲波來創(chuàng)建體內(nèi)組織和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖像。本質(zhì)上，首先用脈沖光照射目標(biāo)區(qū)域，使其稍微加熱。這反過來又導(dǎo)致組織擴(kuò)張，發(fā)出超聲波，超聲波可以被超聲波探測器接收到。

約翰·霍普金斯大學(xué)的最新研究

約翰·霍普金斯大學(xué)的一個研究小組最近進(jìn)行了一項(xiàng)研究，他們徹底表征了神經(jīng)組織在近紅外 (NIR) 光譜中的吸收和光聲分布。他們的研究成果由約翰·霍普金斯大學(xué) John C. Malone 副教授兼 PULSE 實(shí)驗(yàn)室主任 Muyinatu A. Lediju Bell 博士領(lǐng)導(dǎo)，于 9月 4 日發(fā)表在《生物醫(yī)學(xué)光學(xué)雜志》上。

他們研究的主要目標(biāo)之一是確定識別光聲圖像中神經(jīng)組織的理想波長。研究人員假設(shè)，位于 NIR-III 光學(xué)窗口內(nèi)的 1630-1850 nm 波長將是神經(jīng)可視化的最佳范圍，因?yàn)樯窠?jīng)元髓鞘中發(fā)現(xiàn)的脂質(zhì)在此范圍內(nèi)具有特征吸收峰。

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