医学影像突破天花板！Nat Commun：法国 4D 成像全观 100 微米血管，心衰肾病诊断不用“猜”

法国国家健康与医学研究院医学物理研究所的研究团队首次成功以极高的精度绘制了动物整个器官（心脏、肾脏和肝脏）在四个维度（三维空间加时间）的血流图。这项新的成像技术若应用于人类，既能增进我们对循环系统（静脉、动脉、血管和淋巴系统）的理解，也有助于诊断某些与血液循环相关的疾病。这些研究成果发表在《自然·通讯》杂志上。

血液微循环是一个复杂的网络，通过微小的血管将血液输送到组织和器官。当这个机制正常运作时，细胞获得维持健康所需的氧气和营养，同时代谢废物被有效清除。

该网络的任何改变，无论是结构性的还是功能性的，都可能产生严重的临床后果，包括心力衰竭、肾功能衰竭和各种慢性疾病。然而，目前还没有成像方法能够在整个器官层面可视化微循环并评估整个循环系统（从大动脉到最细的小动脉）的完整性。

考虑到这个问题，医学物理研究所的研究团队开发出了首个能够生成这些图像的工具。这是一种新型超声探头，是Nabil Haidour在Clément Papadacci的指导下完成其论文工作期间开发的。

利用这项技术，科学家们已经能够在体型与人类相当的动物模型中，以前所未有的图像分辨率绘制三个重要器官——心脏、肾脏和肝脏——的血管化情况并量化其血流动力学。

这种非侵入性设备甚至能够区分最细小血管（小于100微米）中的微循环。对于肝脏，借助其血流动力学特征，能够识别并区分其三个血液网络（动脉、静脉和门静脉系统）。

"这些结果的独创性在于，这些图像使我们能够以非常小的尺度（小于100微米）可视化整个器官的血管——这种4D图像分辨率是前所未有的，观察整个大型器官及其血流动态的能力也是前所未有的，"法国国家健康与医学研究院研究员Papadacci解释道。

这项技术现在将作为临床试验的一部分在人类身上进行测试。能够应用于人类的开发工作正在法国国家健康与医学研究院创建并整合入医学物理研究所的"生物医学超声技术研究加速器"的协助下进行。

"该探头可以连接到小型便携设备上，这将使其能够融入医疗实践，"Papadacci解释说。Papadacci总结道："在临床环境中使用，这项新技术可能成为一个重要工具，用于更好地从整体上理解血管动力学，从最大的血管到毛细血管前小动脉。它还可以帮助推进微循环障碍的诊断以及小血管疾病治疗的监测，这些疾病诊断复杂，通常需要通过排除其他病理来确诊。"（生物谷Bioon.com）

参考文献：
Nabil Haidour et al, Multi-lens ultrasound arrays enable large scale three-dimensional micro-vascularization characterization over whole organs, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64911-z.