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On sait que l’altération de la fonction vasculaire joue un rôle dans les maladies cardiovasculaires et non vasculaires (par exemple, la maladie d’Alzheimer). Par conséquent, les méthodes d’évaluation de la fonction vasculaire deviennent de plus en plus importantes dans de nombreuses maladies pour le diagnostic, la surveillance et la prévention d’autres complications. Cependant, il est évident que la visualisation de la présence des navires ne suffit pas ; L’imagerie vasculaire doit plutôt fournir des informations sur la fonction vasculaire (c’est-à-dire le flux sanguin). Cependant, la détection du flux sanguin peut être difficile, selon l’organe, le tissu ou la zone d’intérêt spécifique. La détection du flux sanguin nécessite souvent que le signal pénètre d’abord à travers des tissus plus superficiels, comme l’os dans le cas du système vasculaire cérébral. L’imagerie doit également être réalisée à une résolution adaptée à la tâche spécifique. Par exemple, les techniques à faible résolution peuvent fournir des valeurs de perfusion globales, mais une résolution plus élevée est nécessaire pour surveiller des vaisseaux spécifiques ou comprendre les changements de perfusion en relation avec la structure vasculaire. De nombreuses technologies ont été développées pour surmonter ces difficultés afin de mesurer avec succès la fonction vasculaire. Les articles de cette collection de méthodes présentent chacun une technique d’imagerie vasculaire unique et innovante qui évalue le flux sanguin et/ou l’apport d’oxygène à des organes, des tissus ou des régions d’intérêt spécifiques.
Dans le premier article, Tang et Kim1 utilisent l’imagerie laser Doppler, une technique clinique courante, pour évaluer la perfusion globale dans le coussinet plantaire de la souris dans un modèle d’ischémie des membres postérieurs. Bien que la technique ne permette pas de visualiser la structure vasculaire sous-jacente, leur étude démontre élégamment que l’imagerie à haute résolution n’est pas toujours pratique ou nécessaire pour acquérir des informations fonctionnelles précieuses. La principale limitation de l’imagerie laser Doppler est la profondeur de balayage relativement faible, mais la technique permet de suivre la perfusion périphérique dans les membres ou les doigts. Il peut également être adapté pour une utilisation dans des régions plus focales (par exemple, pour examiner la cicatrisation des plaies ou déterminer la gravité des brûlures).
Hage et al.2 démontrent qu’une alternative à l’IRM fonctionnelle, l’échographie Doppler transcrânienne fonctionnelle, peut mesurer la fonction cérébrale en temps réel. Ils illustrent comment localiser et imager l’artère cérébrale moyenne en positionnant la sonde à ultrasons à la fois manuellement et avec un dispositif de fixation. En limitant l’imagerie à ce seul vaisseau, ils acquièrent des mesures de vitesse sanguine temporelle à haute résolution plutôt qu’une image spatiale du vaisseau. Étant donné que l’artère cérébrale moyenne alimente la majorité de l’hémisphère cérébral, l’évolution temporelle du flux sanguin peut être utilisée pour estimer l’activation neuronale. La technique a de nombreuses applications pour surveiller la fonction cérébrale dans diverses conditions (par exemple, pendant les apnées ou la chirurgie) ou d’autres activités (par exemple, l’exercice).
Baranger et al.3 introduisent l’imagerie Doppler ultrarapide. Cette technique représente une avancée dans la technologie d’imagerie par ultrasons qui augmente la fréquence d’images (jusqu’à 10 000 Hz) et la résolution spatiale (jusqu’à 50 μm). Cette technique permet de créer une carte de flux basée sur Doppler de l’ensemble du champ de vision, fournissant ainsi des informations sur la vitesse du flux sanguin et la structure vasculaire en une seule image. La technique peut également être adaptée pour l’imagerie à des profondeurs de 15 à 20 cm, bien que cela nécessite de réduire la résolution spatiale à 1 mm. L’imagerie Doppler ultrarapide permet d’obtenir des images uniques assez rapidement pour imager le flux sanguin dans les organes en mouvement, tels que le cœur. Le principal inconvénient de cette technique est que la plupart des échographes à ultrasons ne fournissent que des images 2D.
Granja et al.4 introduisent une autre nouvelle technologie : la tomographie optoacoustique multispectrale. L’optoacoustique combine l’imagerie optique et les ultrasons ; Les tissus sont excités par des impulsions laser visibles à proche infrarouge, qui génèrent des expansions thermoélastiques qui sont détectées comme des signaux acoustiques par un transducteur à ultrasons. Différentes longueurs d’onde invoquent des réponses différentes de différents tissus ; En s’accordant sur des longueurs d’onde spécifiques, cette technique détecte et différencie les signaux de l’hémoglobine oxygénée et désoxygénée et construit une carte de la structure vasculaire. Bien que cette modalité ne fournisse aucune information sur le flux sanguin, elle permet une lecture unique, et sans doute plus directe, de la fonction vasculaire, c’est-à-dire de l’état d’oxygénation du sang lorsqu’il circule dans un tissu. Bien que la technique soit limitée à des balayages de surface (jusqu’à une profondeur de 15 mm) et de petits volumes (15 mm3), elle présente un grand potentiel pour surveiller l’ischémie.
L’IRM à contraste de phase est couramment utilisée pour quantifier le débit sanguin chez l’adulte, mais Goolaub et al.5 démontrent comment cette technique peut être adaptée pour obtenir des mesures du débit sanguin fœtal. Plus précisément, ils combinent la correction de mouvement, l’imagerie accélérée et une méthode alternative de déclenchement cardiaque pour permettre l’imagerie des principaux vaisseaux fœtaux (c’est-à-dire l’aorte, le canal artériel, l’artère pulmonaire principale et la veine cave supérieure). Grâce à ces avancées, ils obtiennent à la fois des informations sur l’anatomie vasculaire et le flux sanguin chez les fœtus au cours du troisième trimestre. Cette imagerie fournit une surveillance critique de la santé fœtale et peut détecter des changements dans le flux sanguin fœtal qui indiquent des pathologies fœtales graves, telles que des malformations cardiaques congénitales et un retard de croissance fœtale.
Ensemble, les méthodes incluses dans cette collection de méthodes représentent un large éventail de technologies d’imagerie qui permettent toutes la quantification de la fonction vasculaire. Ces techniques englobent divers organes et tissus d’intérêt, et chacune peut être étendue à de nombreuses applications pathologiques, y compris dans des contextes cliniques et précliniques. Les technologies d’imagerie ne cessent de s’améliorer, d’être modifiées pour de nouveaux usages et de s’adapter à des besoins spécifiques. Nous prévoyons que cette collection de méthodes aidera les spécialistes en vasculaire et en imagerie à comprendre les progrès rapides dans la surveillance de la fonction vasculaire.