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血管网络从3D成像到定量分析解决方案

Date：2024/1/31 13:06:57

血管系统涵盖不同的细胞大小和类型，分布广泛并形成复杂的网络，对维持人体正常生理至关重要。据WHO统计，心血管疾病是全球的头号死因，每年死于心血管疾病的人数多于任何其它死因。2019年估计有 1790 万人死于心血管疾病，占全球死亡总数的32%。并且像中风、糖尿病和阿尔茨海默病等疾病的发生和发展都与血管结构的异常变化密切相关。因此，将整个血管网络可视化到毛细血管水平，以更好地了解各种血管相关疾病的潜在机制，并设计靶向治疗，具有重要意义。

目前可以将血管网络可视化的技术一类是血管铸型与传统医学成像断层扫描(CT)相结合，另一类是将血管标记、组织透明化和光片成像技术相结合。传统医学成像可以实现不同情况下血管的动态监测，而光学成像技术相较于传统医学成像技术可以获取体外特定组织更完整的血管网络的更高分辨率成像。因此传统的医学成像技术和光学成像技术对于临床研究的发展具有不可或缺的重要性。

当获取这些图像结果后，随即面临的问题就是如何进一步获得各种血管量化的结果：血管分支数量（branch），血管连结点数量（node），血管总长度（length），血管平均长度（总长度/分支数），血管平均直径（thickness），血管体积（volume）以及血管密度（血管体积/样本体积）等各种统计指标，使得研究结果更具有说服力和指导意义。

锘海科研服务解决方案

案例1

将小鼠全脑进行透明化处理（图1），并根据实验需求，对小鼠全脑血管进行标记（视频1），并采用LS18平铺光片显微镜进行全脑成像，最后对3D图像数据进行定量分析（视频2），展示了在提取出血管的基础上，对血管网络的分支和连接进行分析，并且对血管体积、直径和长度等参数进行了定量测量。

图1. 使用锘海亲水型透明化试剂盒（Cat#：NH-CR-210701）处理的小鼠脑透明化前后

视频1. 小鼠全脑经过试剂盒处理以及免疫荧光标记后进行3D成像效果

视频2. LS18平铺光片显微镜进行3D成像后进行量化分析

案例2

对于客户从其他设备采集到的数据，如人脑血管的医学影像数据（视频3），展示了利用基于阈值的方法和深度学习技术等多种算法可实现对数据的分割和提取，并将提取的结果进行模型化，以更清晰直观的方式展示血管形态。

视频3. 对传统的医学成像（MRI）数据做人脑血管网络分析

锘海生命科学于2019年搭建一站式CRO服务平台，助力使用国产仪器发表文章。同时，依托多年实验经验，开设组织透明化及三维成像培训班，为广大科研工作者提供专业的生物组织透明化/膨胀、免疫染色、平铺光片显微镜3D荧光成像、数据分析、数据存储等专业服务。旨在通过准确、精细、快速、多样化的科研服务为每一位生命科学工作者提供更便捷的产品及定制化的整体解决方案。