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Sabe-se que a função vascular prejudicada desempenha um papel em doenças cardiovasculares e não vasculares (por exemplo, doença de Alzheimer). Portanto, os métodos de avaliação da função vascular estão se tornando cada vez mais importantes em muitas doenças para o diagnóstico, monitoramento e prevenção de complicações adicionais. No entanto, é evidente que visualizar a presença de vasos por si só não é suficiente; em vez disso, a imagem vascular deve fornecer informações sobre a função vascular (ou seja, fluxo sanguíneo). Detectar o fluxo sanguíneo, no entanto, pode ser difícil, dependendo do órgão, tecido ou área de interesse específico. A detecção do fluxo sanguíneo geralmente requer que o sinal penetre primeiro nos tecidos mais superficiais, como o osso no caso da vasculatura cerebral. A imagem também precisa ser realizada em uma resolução adequada para a tarefa específica. Por exemplo, técnicas de baixa resolução podem fornecer valores de perfusão global, mas é necessária uma resolução mais alta para monitorar vasos específicos ou entender as alterações de perfusão em relação à estrutura vascular. Inúmeras tecnologias foram desenvolvidas para superar essas dificuldades para medir com sucesso a função vascular. Os artigos desta coleção de métodos apresentam uma técnica de imagem vascular única e inovadora que avalia o fluxo sanguíneo e/ou o fornecimento de oxigênio a órgãos, tecidos ou regiões de interesse específicos.
No primeiro artigo, Tang e Kim1 usam imagens Doppler a laser, uma técnica clínica comum, para avaliar a perfusão global dentro da pata do camundongo em um modelo de isquemia de membros posteriores. Embora a técnica não permita a visualização da estrutura vascular subjacente, seu estudo demonstra elegantemente que a imagem de alta resolução nem sempre é prática ou necessária para adquirir informações funcionais valiosas. A principal limitação da imagem Doppler a laser é a profundidade de varredura relativamente rasa, mas a técnica permite o rastreamento da perfusão periférica dentro dos membros ou dedos. Também pode ser adaptado para uso em regiões mais focais (por exemplo, para examinar a cicatrização de feridas ou determinar a gravidade da queimadura).
Hage et al.2 demonstram que uma alternativa à RM funcional, a ultrassonografia com Doppler transcraniano funcional, pode medir a função cerebral em tempo real. Eles ilustram como localizar e obter imagens da artéria cerebral média posicionando a sonda de ultrassom manualmente e com um dispositivo de fixação. Ao limitar a imagem a apenas esse único vaso, eles adquirem medições temporais de velocidade sanguínea de alta resolução, em vez de uma imagem espacial do vaso. Como a artéria cerebral média supre a maior parte do hemisfério cerebral, o curso do fluxo sanguíneo pode ser usado para estimar a ativação neural. A técnica tem aplicações generalizadas para monitorar a função cerebral durante uma variedade de condições (por exemplo, durante a respiração ou cirurgia) ou outras atividades (por exemplo, exercícios).
Baranger et al.3 introduzem o Doppler ultrarrápido. Essa técnica representa um avanço na tecnologia de imagem de ultrassom que aumenta a taxa de quadros da imagem (até 10.000 Hz) e a resolução espacial (até 50 μm). Essa técnica permite a criação de um mapa de fluxo baseado em Doppler de todo o campo de visão, fornecendo informações sobre a velocidade do fluxo sanguíneo e a estrutura vascular em uma única imagem. A técnica também pode ser adaptada para imagens em profundidades de 15 a 20 cm, embora isso exija a redução da resolução espacial para 1 mm. A imagem Doppler ultrarrápida obtém quadros únicos com rapidez suficiente para obter imagens do fluxo sanguíneo dentro de órgãos em movimento, como o coração. A principal desvantagem dessa técnica é que a maioria dos scanners de ultrassom ultrarrápidos fornece apenas imagens 2D.
Granja et al.4 introduzem outra nova tecnologia: a tomografia optoacústica multiespectral. A optoacústica combina imagens ópticas com ultrassom; Os tecidos são excitados com pulsos de laser visíveis ao infravermelho próximo, que geram expansões termoelásticas que são detectadas como sinais acústicos por um transdutor de ultrassom. Diferentes comprimentos de onda invocam respostas diferentes de diferentes tecidos; Ao sintonizar comprimentos de onda específicos, essa técnica detecta e diferencia sinais de hemoglobina oxigenada e desoxigenada e constrói um mapa da estrutura vascular. Embora essa modalidade não forneça nenhuma informação sobre o fluxo sanguíneo, ela permite uma leitura única e indiscutivelmente mais direta da função vascular - o estado de oxigenação do sangue à medida que flui através de um tecido. Embora a técnica seja limitada a varreduras de superfície (até 15 mm de profundidade) e pequenos volumes (15 mm3), ela tem grande potencial para monitorar a isquemia.
A RM com contraste de fase é comumente usada para quantificar o fluxo sanguíneo em adultos, mas Goolaub et al.5 demonstram como essa técnica pode ser adaptada para obter medidas de fluxo sanguíneo fetal. Especificamente, eles combinam correção de movimento, imagem acelerada e um método alternativo de gating cardíaco para permitir a imagem dos principais vasos fetais (ou seja, aorta, canal arterial, artéria pulmonar principal e veia cava superior). Por meio desses avanços, eles obtêm informações sobre a anatomia vascular e o fluxo sanguíneo em fetos no terceiro trimestre. Essa imagem fornece monitoramento crítico da saúde fetal e pode detectar alterações no fluxo sanguíneo fetal que indicam patologias fetais graves, como defeitos cardíacos congênitos e restrição de crescimento fetal.
Juntos, os métodos incluídos nesta coleção de métodos representam uma gama diversificada de tecnologias de imagem que permitem a quantificação da função vascular. Essas técnicas abrangem vários órgãos e tecidos de interesse, e cada uma pode ser estendida a inúmeras aplicações de doenças, inclusive em ambientes clínicos e pré-clínicos. As tecnologias de imagem estão em constante aprimoramento, sendo modificadas para novos usos e adaptadas para necessidades específicas. Prevemos que esta coleta de métodos ajudará os especialistas vasculares e de imagem a entender os avanços acelerados no monitoramento da função vascular.