小血管的变化是糖尿病发展的常见后果
小血管的变化是糖尿病发展的常见后果。慕尼黑工业大学 (TUM) 和亥姆霍兹慕尼黑的研究人员现已开发出一种方法，可用于测量皮肤中的这些微血管变化，从而评估疾病的严重程度。为了实现这一目标，他们将人工智能 (AI) 和创新的高分辨率光声成像技术结合起来。这开辟了研究糖尿病全身影响的新方法，并有助于监测其进展。
光声成像方法使用光脉冲在组织内产生超声波。然后产生的超声波被传感器记录并转换成图像。这些信号是由强烈吸收光的分子周围的组织的微小膨胀和收缩引起的。血红蛋白就是这样的一种分子。由于血红蛋白集中在血管中，光声成像可以以其他非侵入性技术无法实现的方式产生详细的独特血管图像。
光声学或光声学的基本原理已为人所知一个多世纪了，但在医学上的实际应用却是最近才出现的。Vasilis Ntziachristos 是慕尼黑工业大学生物成像教授、慕尼黑亥姆霍兹慕尼黑生物与医学成像研究所和生物工程中心主任。他与他的团队一起开发了一系列光声成像方法，其中包括 RSOM，“光栅扫描光声介观检查”的缩写。
32个特别重大的变化
研究人员现已成功利用 RSOM 来研究糖尿病对人体皮肤的影响。研究人员利用 75 名糖尿病患者和对照组腿部血管的 RSOM 图像，利用人工智能算法识别了糖尿病的特征。他们根据皮肤微血管系统外观的变化创建了 32 个特别显着的变化列表。这些包括血管分支数量或其直径等特征。
RSOM 可以快速测量血管变化
根据活组织检查(即从皮肤上切除的小部分进行检查)，糖尿病患者皮肤中的小血管发生了改变，这一事实已得到充分证实。然而，活组织检查并不能准确代表生活条件，因为它们可能会使血管变形。它们也是侵入性的，不适合长时间观察。另一方面，RSOM 测量是非侵入性的，只需不到一分钟，并且不依赖辐射或造影剂。该研究的首席临床医生 Angelos Karlas 表示：“其他光学方法无法达到 RSOM 所达到的深度或细节。”
通过一次 RSOM 测量，可以同时获得皮肤不同深度的数据。这使得研究人员首次确定糖尿病对不同皮肤层的血管产生不同的影响：例如，虽然糖尿病患者所谓的真皮层中的血管和分支数量减少，但靠近皮肤表面的血管和分支数量却增加了。皮肤，位于所谓的表皮层。
结合皮肤特征评估糖尿病阶段
上述32个特征均受到疾病进展和严重程度的影响。然而，只有将它们结合起来并计算出分数，才能在皮肤小血管状况与糖尿病严重程度之间建立时间联系。这是本研究中首次实现。
“通过 RSOM，我们现在可以定量描述糖尿病的影响，”Vasilis Ntziachristos 说。“随着 RSOM 便携且具有成本效益的能力不断涌现，这些发现为持续监测受影响人群(全球超过 4 亿人)的状况开辟了新途径。未来，通过快速、无痛的检查，将需要只需几分钟即可确定治疗是否有效，即使是在家庭环境中也是如此。”
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