$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bekende vasculaire functies spelen een rol bij zowel cardiovasculaire als niet-vasculaire ziekten (bijv. de ziekte van Alzheimer). Daarom worden methoden voor het beoordelen van de vasculaire functie steeds belangrijker bij veel ziekten voor de diagnose, monitoring en preventie van verdere complicaties. Het is echter duidelijk dat het visualiseren van de aanwezigheid van bloedvaten alleen niet voldoende is; in plaats daarvan moet vasculaire beeldvorming informatie geven over de vasculaire functie (d.w.z. bloedstroom). Het detecteren van bloedstroom kan echter moeilijk zijn, afhankelijk van het specifieke orgaan, weefsel of gebied van belang. De detectie van bloedstroom vereist vaak dat het signaal eerst door meer oppervlakkige weefsels heen dringt, zoals bot in het geval van de cerebrale vaat. De beeldvorming moet ook worden uitgevoerd met een resolutie die geschikt is voor de specifieke taak. Bijvoorbeeld, lagere resolutietechnieken kunnen globale perfusiewaarden geven, maar hogere resolutie is nodig voor het monitoren van specifieke bloedvaten of het begrijpen van perfusiewijzigingen in relatie tot de vasculaire structuur. Er zijn talrijke technologieën ontwikkeld die deze moeilijkheden overwinnen om de vasculaire functie succesvol te meten. De artikelen in deze methodencollectie presenteren elk een unieke en innovatieve vasculaire beeldvormingstechniek die de bloedstroom en/of de aflevering van zuurstof aan specifieke organen, weefsels of regio's van belang evalueert.
In het eerste artikel gebruiken Tang en Kim1 laser Doppler beeldvorming, een veelgebruikte klinische techniek, om globale perfusie in de muisvoetkussentjes te evalueren in een model van achterbeen-ischemie. Hoewel de techniek de onderliggende vasculaire structuur niet zichtbaar maakt, toont hun studie elegant aan dat hoge resolutie beeldvorming niet altijd praktisch of noodzakelijk is om waardevolle functionele informatie te verkrijgen. De belangrijkste beperking van laser Doppler beeldvorming is de relatief ondiepe scandiepte, maar de techniek maakt het mogelijk om perifere perfusie in de ledematen of vingers bij te houden. Het kan ook worden aangepast voor gebruik in meer focale regio's (bijv. om wondgenezing te onderzoeken of de ernst van brandwonden te bepalen).
Hage et al.2 laten zien dat een alternatief voor functionele MRI, functionele transcraniale Doppler echografie, de hersenfunctie in real time kan meten. Ze illustreren hoe de middenhersenslagader kan worden gelokaliseerd en afgebeeld door de echografie sonde zowel handmatig als met een fixatieapparaat te positioneren. Door de beeldvorming te beperken tot slechts deze enkele vaat, verkrijgen ze hoge resolutie temporele bloedsnelheidsmetingen in plaats van een ruimtelijk beeld van het vaat. Aangezien de middenhersenslagader het grootste deel van de hersenhelft voedt, kan de tijdsverloop van de bloedstroom worden gebruikt om neurale activering te schatten. De techniek heeft brede toepassingen voor het monitoren van de hersenfunctie tijdens verschillende omstandigheden (bijv. tijdens ademstilstand of chirurgie) of andere activiteiten (bijv. lichaamsbeweging).
Baranger et al.3 introduceren ultrasnel Doppler beeldvorming. Deze techniek vertegenwoordigt een vooruitgang in echografie beeldvorming technologie die de beeldframe rate (tot 10.000 Hz) en ruimtelijke resolutie (tot 50 μm) verhoogt. Deze techniek maakt het mogelijk om een Doppler-gebaseerde stroomskaart van het gehele zichtveld te creëren, waardoor informatie over zowel de bloedstroomsnelheid als de vasculaire structuur in een enkele afbeelding wordt verkregen. De techniek kan ook worden aangepast voor beeldvorming op diepten van 15-20 cm, hoewel dit een terugschrijving van de ruimtelijke resolutie tot 1 mm vereist. Ultrasnel Doppler beeldvorming verkrijgt enkele frames snel genoeg om de bloedstroom binnen bewegende organen, zoals het hart, te beeldvormen. Het belangrijkste nadeel van deze techniek is dat de meeste ultrasnelle echografiescanners alleen 2D-beelden leveren.
Granja et al.4 introduceren een andere nieuwe technologie - multispectrale optoakoestische tomografie. Optoakoestiek combineert optische beeldvorming met echografie; de weefsels worden opgewonden met zichtbare tot nabij-infrarode laserpulsen, die thermoelastische expansies genereren die worden gedetecteerd als akoestische signalen door een echografie transducer. Verschillende golflengten roepen verschillende reacties op van verschillende weefsels; door te stemmen op specifieke golflengten, detecteert deze techniek en differentieert signalen van zowel geoxideerd als gedeoxideerd hemoglobine en bouwt een kaart van de vasculaire structuur op. Hoewel deze modaliteit geen enkele informatie over bloedstroom biedt, maakt het een uniek, en waarschijnlijk directer, uitlezing van vasculaire functie mogelijk - de oxygenatiestatus van het bloed terwijl het door een weefsel stroomt. Hoewel de techniek beperkt is tot oppervlaktescans (tot een diepte van 15 mm) en kleine volumes (15 mm3), heeft het een groot potentieel voor het monitoren van ischemie.
Phase-contrast MRI wordt vaak gebruikt om bloedstroom bij volwassenen te kwantificeren, maar Goolaub et al.5 laten zien hoe deze techniek kan worden aangepast om foetale bloedstroommetingen te verkrijgen. Specifiek combineren ze bewegingscorrectie, versnelde beeldvorming en een alternatieve methode van cardiale gating om de beeldvorming van de belangrijkste foetale bloedvaten (d.w.z. de aorta, ductus arteriosus, hoofdplongslagader en bovenste holle ader) mogelijk te maken. Door deze verbeteringen verkrijgen ze zowel vasculaire anatomie als bloedstroom informatie bij foetussen in het derde trimester. Deze beeldvorming biedt kritieke monitoring van de foetale gezondheid en kan veranderingen in de foetale bloedstroom detecteren die wijzen op ernstige foetale pathologieën, zo