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Se sabe que el deterioro de la función vascular desempeña un papel tanto en las enfermedades cardiovasculares como en las no vasculares (por ejemplo, la enfermedad de Alzheimer). Por lo tanto, los métodos para evaluar la función vascular son cada vez más importantes en muchas enfermedades para el diagnóstico, seguimiento y prevención de complicaciones adicionales. Sin embargo, es evidente que visualizar la presencia de vasijas por sí solo no es suficiente; en cambio, las imágenes vasculares deben proporcionar información sobre la función vascular (es decir, el flujo sanguíneo). Sin embargo, detectar el flujo sanguíneo puede ser difícil, dependiendo del órgano, tejido o área de interés específicos. La detección del flujo sanguíneo a menudo requiere que la señal penetre primero a través de tejidos más superficiales, como el hueso en el caso de la vasculatura cerebral. La imagen también debe realizarse con una resolución adecuada para la tarea específica. Por ejemplo, las técnicas de baja resolución pueden proporcionar valores de perfusión globales, pero se necesita una mayor resolución para monitorear vasos específicos o comprender los cambios de perfusión en relación con la estructura vascular. Se han desarrollado numerosas tecnologías que superan estas dificultades para medir con éxito la función vascular. Cada uno de los artículos de esta colección de métodos presenta una técnica de imagen vascular única e innovadora que evalúa el flujo sanguíneo y/o el suministro de oxígeno a órganos, tejidos o regiones de interés específicos.
En el primer artículo, Tang y Kim1 utilizan imágenes Doppler láser, una técnica clínica común, para evaluar la perfusión global dentro de la almohadilla del pie del ratón en un modelo de isquemia de las extremidades posteriores. Si bien la técnica no permite la visualización de la estructura vascular subyacente, su estudio demuestra elegantemente que las imágenes de alta resolución no siempre son prácticas o necesarias para adquirir información funcional valiosa. La principal limitación de las imágenes Doppler láser es la profundidad de exploración relativamente baja, pero la técnica permite el seguimiento de la perfusión periférica dentro de las extremidades o los dedos. También se puede adaptar para su uso en regiones más focales (por ejemplo, para examinar la cicatrización de heridas o determinar la gravedad de las quemaduras).
Hage et al.2 demuestran que una alternativa a la resonancia magnética funcional, la ecografía Doppler transcraneal funcional, puede medir la función cerebral en tiempo real. Ilustran cómo localizar y obtener imágenes de la arteria cerebral media colocando la sonda de ultrasonido tanto manualmente como con un dispositivo de fijación. Al limitar las imágenes a este único vaso, adquieren mediciones de velocidad sanguínea temporal de alta resolución en lugar de una imagen espacial del vaso. Dado que la arteria cerebral media irriga la mayor parte del hemisferio cerebral, el curso temporal del flujo sanguíneo se puede utilizar para estimar la activación neuronal. La técnica tiene aplicaciones generalizadas para monitorear la función cerebral durante una variedad de afecciones (por ejemplo, durante las contenciones de la respiración o la cirugía) u otras actividades (por ejemplo, ejercicio).
Baranger et al.3 introducen imágenes Doppler ultrarrápidas. Esta técnica representa un avance en la tecnología de imágenes de ultrasonido que aumenta la velocidad de fotogramas de la imagen (hasta 10,000 Hz) y la resolución espacial (hasta 50 μm). Esta técnica permite crear un mapa de flujo basado en Doppler de todo el campo de visión, proporcionando así información tanto sobre la velocidad del flujo sanguíneo como sobre la estructura vascular en una sola imagen. La técnica también se puede adaptar para obtener imágenes a profundidades de 15 a 20 cm, aunque esto requiere reducir la resolución espacial a 1 mm. Las imágenes Doppler ultrarrápidas obtienen fotogramas individuales lo suficientemente rápido como para obtener imágenes del flujo sanguíneo dentro de órganos en movimiento, como el corazón. El principal inconveniente de esta técnica es que la mayoría de los escáneres de ultrasonido ultrarrápidos solo proporcionan imágenes 2D.
Granja et al.4 introducen otra nueva tecnología: la tomografía optoacústica multiespectral. Optoacústica combina imágenes ópticas con ultrasonido; Los tejidos se excitan con pulsos láser visibles a infrarrojos cercanos, que generan expansiones termoelásticas que son detectadas como señales acústicas por un transductor de ultrasonido. Diferentes longitudes de onda invocan diferentes respuestas de diferentes tejidos; Al sintonizar longitudes de onda específicas, esta técnica detecta y diferencia las señales de la hemoglobina oxigenada y desoxigenada y construye un mapa de la estructura vascular. Si bien esta modalidad no proporciona ninguna información sobre el flujo sanguíneo, permite una lectura única, y posiblemente más directa, de la función vascular: el estado de oxigenación de la sangre a medida que fluye a través de un tejido. Si bien la técnica se limita a exploraciones de superficie (hasta una profundidad de 15 mm) y pequeños volúmenes (15 mm3), tiene un gran potencial para monitorear la isquemia.
La resonancia magnética con contraste de fase se usa comúnmente para cuantificar el flujo sanguíneo en adultos, pero Goolaub et al.5 demuestran cómo se puede adaptar esta técnica para obtener mediciones del flujo sanguíneo fetal. Específicamente, combinan corrección del movimiento, imágenes aceleradas y un método alternativo de activación cardíaca para permitir la obtención de imágenes de los principales vasos fetales (es decir, la aorta, el conducto arterioso, la arteria pulmonar principal y la vena cava superior). A través de estos avances, obtienen información sobre la anatomía vascular y el flujo sanguíneo en fetos dentro del tercer trimestre. Estas imágenes proporcionan un monitoreo crítico de la salud fetal y pueden detectar cambios en el flujo sanguíneo fetal que indican patologías fetales graves, como defectos cardíacos congénitos y restricción del crecimiento fetal.
Juntos, los métodos incluidos en esta colección de métodos representan una amplia gama de tecnologías de imágenes que permiten la cuantificación de la función vascular. Estas técnicas abarcan diversos órganos y tejidos de interés, y cada una puede extenderse a numerosas aplicaciones de enfermedades, incluso en entornos clínicos y preclínicos. Las tecnologías de imagen mejoran constantemente, se modifican para nuevos usos y se adaptan a necesidades específicas. Anticipamos que esta colección de métodos ayudará a los especialistas vasculares y de imágenes por igual a comprender los rápidos avances en el monitoreo de la función vascular.