一種基于近紅外光譜的新測繪方法可以區(qū)分心臟中的脂肪和肌肉組織

使用射頻消融術(shù)是治療室性心動過速的嚴(yán)重心律問題的神器，區(qū)別心臟中的脂肪和肌肉組織是至關(guān)重要的。據(jù)悉，近日來自哥倫比亞大學(xué)的研究人員們已經(jīng)證明，一種基于近紅外光譜的新測繪方法可以區(qū)分心臟中的脂肪和肌肉組織。

射頻消融術(shù)是室性心動過速的唯一治療方法，其中包括識別心臟中觸發(fā)異常信號的區(qū)域，然后將其加熱到異常信號不能再傳遞的程度。在手術(shù)過程中，要準(zhǔn)確地確定在哪里輸送能量，同時(shí)避開健康組織，這很重要，但也非常具有挑戰(zhàn)性。

研究人員表示，這是首次實(shí)現(xiàn)利用消融導(dǎo)管結(jié)合近紅外光譜學(xué)映射，成功區(qū)分心捐贈與心血管疾病患者各種組織的類型。目前，大多數(shù)臨床心臟測繪系統(tǒng)都是基于功能測量，如能將提供底層組織組成信息的光學(xué)測量與標(biāo)準(zhǔn)功能方法共同使用，可以顯著提高消融成功率。

圖：近紅外光譜心外膜成像的實(shí)驗(yàn)流程

研究人員使用近紅外光譜技術(shù)，其工作原理是將寬波長范圍的光照射到組織上，然后檢測反射回來的光。這種反射光譜可根據(jù)吸收和散射特性提供有關(guān)組織組成的信息。通過使用可見光波段和近紅外波段，可以深入到組織內(nèi)部。這項(xiàng)技術(shù)能夠區(qū)分人類心臟中的各種組織，因?yàn)橹?、肌肉和消融損傷均有不同的散射和吸收波長依賴特性。這種方法不僅可以用來指導(dǎo)消融過程、評估其效果，而且還可以提供信息，用于開發(fā)新計(jì)算模型，這將有助于加深對心律失常機(jī)制的理解。一旦發(fā)現(xiàn)異常區(qū)域，就可對其進(jìn)行加熱以形成消融損傷，操作者就知道該損傷是否已被成功地處置、是否取得了預(yù)期的效果，該功能非常重要。直接測量組織特征可以提高發(fā)現(xiàn)異常組織和確定治療效果的能力。

在射頻消融術(shù)中使用近紅外光譜需要研究人員開發(fā)新的消融術(shù)導(dǎo)管，該導(dǎo)管包含用以發(fā)射和探測光的光纖，以及用于跟蹤的定制型尖端儀器。另外研究人員還開發(fā)了新型信號和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以繪制解剖組織圖的工作流，能夠?qū)M織進(jìn)行空間繪圖的導(dǎo)管進(jìn)行跟蹤。利用這種新導(dǎo)管，研究人員可使用跟蹤儀器確定心臟表面移動時(shí)的位置。研究人員可在每個(gè)位置記錄反射光譜，并用它計(jì)算脂肪和病變組織的光學(xué)指數(shù)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是在患有心血管疾病的死者供體心臟上完成，目的是復(fù)制可能在臨床中遇到的情況。