用于测量肌肉损伤的微创工具

研究人员于2月28日报道，一种微创的光纤技术可以精确测量活肌肉组织的被动拉伸和收缩，可能有一天取代疼痛的肌肉活检，用于诊断和治疗广泛的运动障碍生物物理学杂志。在不到一毫秒的时间内，该工具测量了数千个肌节(肌肉组织的收缩单位)的长度，这使得快速识别问题并为患者制定个性化的治疗计划成为可能。

这种方法可以对以前无法得到的东西进行测量肌肉通过结合先进的电信技术特性对其进行深入了解肌肉结构，生物力学和病理学，“芝加哥康复研究所的生理学家高级作者理查德利伯斯说。”这种生物化创新将允许新的人类肌肉功能和病理学研究，并允许对肌肉治疗的功效测试。“他的团队申请了技术专利。

肌肉损伤在各种疾病中是常见的，包括中风，创伤性脑损伤，脊髓损伤，帕金森病和脑瘫。目前，诊断神经肌肉问题的金标涉及临床检查或痛苦，有时是不可能的肌肉活组织检查。用于表征人类肌肉健康的最直接和最高分辨率的方法是衡量萨尔瓦尔斯的运动，这负责产生肌肉力量。

虽然有几种工具可用于测量患者的SARCARE长度，但它们不适合肌肉健康的常见临床评估。例如，激光衍射需要手术，损坏组织，并且与运动不兼容。同时，微观镜检查不迅速收集大量肌肉组织的同时，实时，高分辨率样本。

为了解决这些缺点，利伯和他的合作者最近开发了一种称为共振反射光谱(RRS)的技术。它的工作原理是这样的:激光光源通过一个非常薄的(1/4毫米)光纤探针连续扫描并照亮肌肉，该光纤探针直接插入肌肉腹部，平行于肌瘤。同样的光学探针从肌肉中收集反射光，然后这些数据被用来计算肌节长度。

在新的研究中，研究人员将这种方法应用于肌肉组织第一次。他们证明了RSS可以同时采样4,200个SARCOMERES跨越毫米肌肉组织在十分之一的毫秒内，在兔子的被动拉伸和电刺激的兔子肌肉的电气刺激的抽搐收缩期间捕获纳米尺度变化。理论上，该技术可以实现Sarcomere蛋白的完全三维重建以研究肌肉疾病。

“我们的研究结果表明了一种测量蛋白质规模相互作用的新方法肌肉运动,”利说。“据我们所知，这种方法获得的样本大小、分辨率，以及与人类运动的兼容性，是目前或拟议的其他技术无法比拟的。”

为了使工具适用于常规临床使用，利伯和他的合作者目前正在解决技术挑战，例如开发新的光源和光学探头，并且它们也将使该方法更加实惠。“我们计划在人类运动和运动障碍的基本和临床研究中使用这项技术，”Lieber说。“我们希望这些新实验能够更好地了解和维持人类肌肉健康。”

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