借助金纳米粒子、显微 CT 和超声波，绘制活体动物随时间的动脉瘤形成图。

腹主动脉瘤 (AAA) 是一种隐藏的威胁，潜伏在无症状进展的背后。比利时根特大学 bioMMeda 研究小组的 Bram Trachet 博士和他的团队最近研究了预测该疾病的潜在关键。他们使用 AuroVist™（一种用于微型 CT 的无毒 X 射线造影剂），在小鼠模型中创建了随时间推移的主动脉的详细 3D 图像，跟踪动脉瘤的形成。通过超声波扫描计算出的主动脉血流湍流点被发现与后来发生主动脉膨出的区域具有定性相关性。 “我们不能排除血流动力学在 AAA 形成的初始阶段发挥作用，”该小组得出结论。

活体动物主动脉随时间变化的 3D 绘图

从计算流体动力学获得的时间平均壁剪切应力 (TAWSS)、振荡剪切指数 (OSI) 和相对停留时间 (RRT) 的第 1 天基线计算，与第 31 天右侧动脉瘤发展 (AAA) 的比较。体积渲染来自静脉注射 AuroVist™ 15 nm 后小鼠主动脉的体内显微 CT。

使用基于体内测量的计算流体动力学模拟研究了小鼠主动脉血流动力学（血管内的流动力学）。这是具有挑战性的，因为它需要高分辨率成像来准确绘制动脉的 3 维几何形状，并测量每个点的血流速率。

先前的研究因缺乏小鼠动脉测量所需的体内成像方法而受到限制。 Trachet 和团队通过使用 Nanoprobes 的 AuroVist™ 15 nm 克服了这一问题，该技术可提供无毒性的血管造影，允许“体内血管铸型”，对活体麻醉小鼠的血管系统进行成像，并在研究过程中重复应用。

然后将这些数据与高频超声测量相结合，提供流经腹主动脉的数据集。利用计算流体动力学，研究小组能够绘制出血流紊乱的位置，这可能会对主动脉内皮产生负面影响。

寻找缺失的基线：小鼠模型可以研究“不可检测”的情况

预测腹动脉瘤的一个特殊问题是，在发生灾难性破裂之前，这种情况通常是无症状的。因此，由于基线数据缺失，几乎不可能监测其在人类中的起源和进展。然而，适当的动物模型可以为研究人员提供了解该过程的窗口。

Trachet 和团队使用雄性 ApoE -/- 小鼠模拟了动脉瘤形成，这些小鼠植入了渗透泵，用于在 28 天的时间内输送血管紧张素 II。超声和显微 CT 数据在基线（泵植入前）和末期（泵植入后 31 天）再次采集。对于显微 CT 观察，小鼠静脉注射 100 微升（20 毫克金）Aurovist™-15 nm 金纳米粒子造影剂，然后在 70 kVp 下成像。

计算流体动力学模拟表明，四分之三的小鼠中，血流紊乱的局部区域与诱发的动脉瘤定性一致，尽管进一步的详细分析并不支持这种关系。然而，从这些部分迹象来看，血流动力学仍然是动脉瘤形成的可能预测因素，并且这种关系值得进一步研究。至关重要的是，该小组已经为未来研究这种疾病及其难以捉摸的小鼠发育因素定义了一个实验计算框架，并且对这种疾病的更好理解有一天可能会提供一种方法来识别最有可能罹患这种危及生命的疾病的个体。

将计算增强的可视化引入心血管问题的研究

Trachet 博士和他的同事（Bols，2013）此后在主动脉瘤分析中添加了另一种计算工具，开创了一种计算扫描动脉瘤中存在的初始应力分布的方法，从而解释了扫描几何结构中存在的应力，因为到体内血压。他们再次使用静脉注射 AuroVist™ 15 nm 在小鼠模型中获得 AAA 的高分辨率 3D 图像，并成功执行计算后向位移方法来确定卸载的几何形状，然后将其用于恢复扫描的几何形状，但这一次包括它的初始应力分布。他们的贡献允许基于从体内获得的几何形状对小鼠特定应力进行更正确的计算分析扫描，这可能是更准确地了解心血管疾病病理生理学的重要一步。

“这是一项令人兴奋的工作，” AuroVist™ 制造商 Nanoprobes 的创始人James F. Hainfeld 博士说道。 “它们使我们更加了解动脉瘤的形成；它给了我们希望有一天能及早发现它们。”

纳米探针：用于成像、显微镜和生物检测的纳米粒子技术

VivoVist™ 显微CT造影剂

• VivoVist™ 提供的对比度比竞争性商用显微 CT 造影剂高约 3-4 倍

• 长达 14 小时的血液半衰期。能够延长成像时间并延长扩散到肿瘤和其他感兴趣特征的时间

• 价格低——实惠的大鼠成像！在 250 g 大鼠中，少于两个小瓶即可提供良好的对比度。

• 低毒性（4 g/kg 耐受性良好）。在精细结构中产生超高对比度，加速肿瘤负荷

• 低渗透压，即使在高浓度下– 最小的代谢干扰

• 低粘度：易于注入小鼠尾静脉小血管

• 显微 CT、临床 CT、平面 X 射线或乳腺 X 射线照相装置的图像– 可灵活用于任何所需的仪器配置

• 增强放射治疗——对肿瘤和其他目标更高的 X 射线剂量

VivoVist™是Nanoprobes的革命性新型X射线造影剂。它能够以更低的价格实现比竞争药物更高的对比度，使大鼠或其他大型动物的成像负担得起。

特点和优势

• VivoVist™ 提供大约 3-4 倍的对比度 比竞争的商用显微CT造影剂。初始血液浓度为 50 mg/mL （5%） 或 1 g/kg 体重（25 g 小鼠为一瓶的三分之一）的对比度大于 3500 HU（Hounsfeld 单位）。

• 血液半衰期长，达14小时。 VivoVist™在循环系统中停留的时间比竞争产品更长。这样可以延长成像时间和数据收集，并允许更长的扩散到肿瘤和其他感兴趣的特征中，从而增加它们的对比度。

• 低的价格 – 使成像大鼠和大型动物负担得起。 VivoVist™比竞争产品更集中，这意味着成像大型动物所需的单位更少。少于两个小瓶将在250g大鼠中提供良好的对比度。

• 低毒性（4 g/kg 耐受性良好）。 VivoVist™可以以比竞争产品更高的剂量施用，以在精细结构中产生超高浓度或加速肿瘤或其他感兴趣的特征的负荷。

• 低渗透压，即使在高浓度下也是如此。 这意味着注射VivoVist™不会大大改变循环系统中电解质的水平。对新陈代谢、信号传导和其他依赖于保持稳定离子强度的过程的影响被最小化。

• 低粘度： 易于注射到小鼠尾静脉小血管中（典型注射量0.25 mL）。VivoVist™更容易注射，对动物造成的注射部位创伤较小，并且可以比更粘稠的造影剂如碘类试剂更快和更高浓度施用。

• 可使用显微 CT、临床 CT、平面 X 射线或乳腺 X 线摄影装置进行成像。 VivoVist™适用于任何常用的计算机断层扫描系统，使用户能够灵活地在任何所需的仪器配置中进行成像。

• 增强对肿瘤和其他靶标的放射治疗X射线剂量。 因为它吸收X射线的强度如此之强，VivoVist™增加了局部X射线剂量。如果它集中在肿瘤或其他治疗靶点，它可以提供一种增强放疗和提高癌症治疗疗效的方法。