$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
È noto che la funzione vascolare compromessa svolge un ruolo sia nelle malattie cardiovascolari che in quelle non vascolari (ad esempio, il morbo di Alzheimer). Pertanto, i metodi per valutare la funzione vascolare stanno diventando sempre più importanti in molte malattie per la diagnosi, il monitoraggio e la prevenzione di ulteriori complicanze. Tuttavia, è evidente che visualizzare la sola presenza di vasi non è sufficiente; Invece, l'imaging vascolare deve fornire informazioni sulla funzione vascolare (cioè il flusso sanguigno). Rilevare il flusso sanguigno, tuttavia, può essere difficile, a seconda dell'organo, del tessuto o dell'area di interesse specifici. Il rilevamento del flusso sanguigno spesso richiede che il segnale penetri prima attraverso i tessuti più superficiali, come l'osso nel caso della vascolarizzazione cerebrale. L'imaging deve anche essere eseguito con una risoluzione adatta all'attività specifica. Ad esempio, le tecniche a bassa risoluzione possono fornire valori di perfusione globale, ma è necessaria una risoluzione più elevata per monitorare vasi specifici o comprendere i cambiamenti di perfusione in relazione alla struttura vascolare. Sono state sviluppate numerose tecnologie che superano queste difficoltà per misurare con successo la funzione vascolare. Gli articoli di questa raccolta di metodi presentano ciascuno una tecnica di imaging vascolare unica e innovativa che valuta il flusso sanguigno e/o l'erogazione di ossigeno a specifici organi, tessuti o regioni di interesse.
Nel primo articolo, Tang e Kim1 utilizzano l'imaging laser Doppler, una tecnica clinica comune, per valutare la perfusione globale all'interno del piede del mouse in un modello di ischemia degli arti posteriori. Sebbene la tecnica non consenta la visualizzazione della struttura vascolare sottostante, il loro studio dimostra elegantemente che l'imaging ad alta risoluzione non è sempre pratico o necessario per acquisire preziose informazioni funzionali. Il limite principale dell'imaging laser Doppler è la profondità di scansione relativamente bassa, ma la tecnica consente il tracciamento della perfusione periferica all'interno degli arti o delle dita. Può anche essere adattato per l'uso in regioni più focali (ad esempio, per esaminare la guarigione delle ferite o determinare la gravità dell'ustione).
Hage et al.2 dimostrano che un'alternativa alla risonanza magnetica funzionale, l'ecografia Doppler transcranica funzionale, può misurare la funzione cerebrale in tempo reale. Illustrano come localizzare e visualizzare l'arteria cerebrale media posizionando la sonda ecografica sia manualmente che con un dispositivo di fissaggio. Limitando l'imaging solo a questo singolo vaso, acquisiscono misurazioni temporali ad alta risoluzione della velocità del sangue piuttosto che un'immagine spaziale del vaso. Poiché l'arteria cerebrale media fornisce la maggior parte dell'emisfero cerebrale, l'andamento temporale del flusso sanguigno può essere utilizzato per stimare l'attivazione neurale. La tecnica ha applicazioni diffuse per il monitoraggio della funzione cerebrale durante una varietà di condizioni (ad esempio, durante le trattenute del respiro o gli interventi chirurgici) o altre attività (ad esempio, l'esercizio fisico).
Baranger et al.3 introducono l'imaging Doppler ultraveloce. Questa tecnica rappresenta un progresso nella tecnologia di imaging a ultrasuoni che aumenta la frequenza dei fotogrammi dell'immagine (fino a 10.000 Hz) e la risoluzione spaziale (fino a 50 μm). Questa tecnica consente la creazione di una mappa di flusso basata su Doppler dell'intero campo visivo, fornendo così informazioni sia sulla velocità del flusso sanguigno che sulla struttura vascolare in un'unica immagine. La tecnica può anche essere adattata per l'imaging a profondità di 15-20 cm, sebbene ciò richieda un ridimensionamento della risoluzione spaziale a 1 mm. L'imaging Doppler ultraveloce ottiene singoli fotogrammi abbastanza rapidamente da visualizzare il flusso sanguigno all'interno di organi in movimento, come il cuore. Lo svantaggio principale di questa tecnica è che la maggior parte degli ecografi ultraveloci fornisce solo immagini 2D.
Granja et al.4 introducono un'altra nuova tecnologia: la tomografia optoacustica multispettrale. L'optoacustica combina l'imaging ottico con gli ultrasuoni; I tessuti vengono eccitati con impulsi laser dal visibile al vicino infrarosso, che generano espansioni termoelastiche che vengono rilevate come segnali acustici da un trasduttore a ultrasuoni. Lunghezze d'onda diverse invocano risposte diverse da tessuti diversi; Sintonizzandosi su lunghezze d'onda specifiche, questa tecnica rileva e differenzia i segnali provenienti dall'emoglobina ossigenata e deossigenata e costruisce una mappa della struttura vascolare. Sebbene questa modalità non fornisca alcuna informazione sul flusso sanguigno, consente una lettura unica e probabilmente più diretta della funzione vascolare, lo stato di ossigenazione del sangue mentre scorre attraverso un tessuto. Sebbene la tecnica sia limitata a scansioni di superficie (fino a una profondità di 15 mm) e piccoli volumi (15 mm3), ha un grande potenziale per il monitoraggio dell'ischemia.
La risonanza magnetica a contrasto di fase è comunemente usata per quantificare il flusso sanguigno negli adulti, ma Goolaub et al.5 dimostrano come questa tecnica possa essere adattata per ottenere misurazioni del flusso sanguigno fetale. In particolare, combinano la correzione del movimento, l'imaging accelerato e un metodo alternativo di gating cardiaco per consentire l'imaging dei principali vasi fetali (ad esempio, l'aorta, il dotto arterioso, l'arteria polmonare principale e la vena cava superiore). Attraverso questi progressi, ottengono sia l'anatomia vascolare che le informazioni sul flusso sanguigno nei feti entro il terzo trimestre. Questo imaging fornisce un monitoraggio critico della salute fetale e può rilevare cambiamenti nel flusso sanguigno fetale che indicano gravi patologie fetali, come difetti cardiaci congeniti e restrizione della crescita fetale.
Insieme, i metodi inclusi in questa raccolta di metodi rappresentano una vasta gamma di tecnologie di imaging che consentono la quantificazione della funzione vascolare. Queste tecniche comprendono diversi organi e tessuti di interesse e ciascuna può essere estesa a numerose applicazioni della malattia, sia in ambito clinico che preclinico. Le tecnologie di imaging sono in costante miglioramento, vengono modificate per nuovi usi e vengono adattate per esigenze specifiche. Prevediamo che questa raccolta di metodi aiuterà sia gli specialisti vascolari che quelli di imaging a comprendere i rapidi progressi nel monitoraggio della funzione vascolare.