胚胎心脏发育：来自4D OCT的前所未有的见解

没有瓣膜的胚胎心脏管是如何泵送血液的，这是一个长期存在的科学之谜。由于光技术的创新，现在对哺乳动物心脏基因的生物力学有了新的见解，特别是哺乳动物胚胎肾小管心脏的泵送动力学。
       4D OCT 中的4D指的是3D+时间，史蒂文斯理工学院和贝勒医学院的研究团队首次利用尖端的4D光学相干断层扫描(OCT)研究哺乳动物心脏发育的泵浦机制。他们的研究发表在《Journal of Biomedical Optics》上，证明了小鼠胚胎心脏的4D OCT成像可以提供关于早期哺乳动物心脏如何工作的前所未有的信息。
       该研究证明了该方法提供的丰富数据，以及它在研究哺乳动物胚胎心脏不同区域内血流和心壁动力学之间的功能关系方面的可行性——这是目前其他方法无法获得的。该方法可以潜在地用于评估胚胎发育过程中的心脏泵血，这可以揭示早期心脏发生的功能变化，用以心脏管重塑。
       OCT提供的独特的成像尺度和动态对比使微米级成像深度和微尺度分辨率成为捕获妊娠中期小鼠整个心脏的理想选择。OCT还能提供清晰的心脏结构和血流。OCT的高成像速度加上采集后的同步，可以重建心脏跳动的快速动态。 北卡罗莱纳大学光学相干成像实验室的研究人员表示，这种创新的方法为研究发育性心脏生物力学提供了一种新方法。通过对4D OCT图像的分析，研究人员们将血流、血流阻力和心脏壁运动引起的压力梯度联系起来。
       尽管胚胎心脏导管内泵血的机制传统上被认为是波状蠕动收缩，研究人员们能够使用4D OCT提供更详细的评估，以整合心脏动力学和血流动力学。他们的初步观察表明，在心室的局部心脏管泵的功能是通过吸力和推动机制的结合。 增进对先天性心脏缺陷的了解 。
       生物力学因素在刺激和调节心脏发育中的重要作用日益被人们所认识。研究人员们希望他们的方法可以启发成像和测量技术的新技术，以评估胚胎心脏的生物力学。特别是，这种方法可能为更好地了解导致先天性心脏缺陷的机制提供有用的方法。先天性心脏缺陷是指出生前心脏的异常形成。这项研究的结果展示了这些方法在研究以先天性心脏缺陷为模型的突变胚胎心脏的生物力学变化方面的效用。由于建立先天性心脏缺陷模型的突变鼠系广泛可用，该方法可能有助于增进对人类最常见的出生缺陷形式的早期发展的了解。

图：小鼠胚胎和心脏随着血液流动