2014年5月，清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系劉靜教授帶領的研究團隊，首次建立了一種全新原理的血管成像方法——室溫液態(tài)金屬血管造影術，研究成果于2014年7月發(fā)表于《電氣與電子工程師學會生物醫(yī)學工程學匯刊》上,，論文題為“用于X射線重建離體器官高清晰血管網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的液態(tài)金屬血管造影術”（Liquid Metal Angiography for Mega Contrast X-ray Visualization of Vascular Network in Reconstructing In-vitro Organ Anatomy）。文章的通訊作者為劉靜教授,，共同第一作者為醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系2009級博士生王倩和2010級博士生于洋,。
無論在健康檢查還是疾病診治中,，血管的異常生長與變化均是衡量病理狀況與疾病發(fā)生發(fā)展的重要指標。為此,，獲取高質(zhì)量的血管圖像對于病理學,、解剖學研究具有十分重要的意義。隨著影像學的發(fā)展,，血管造影成為一種重要的成像方法,，但無論是常用的碘化合物增敏劑還是當前頗受關注的納米材料，其血管造影能力仍然有限,，尤其對于一些復雜的微細血管,，成像質(zhì)量尚不十分理想，這就使得對超高清晰度血管圖像的獲取長期成為挑戰(zhàn),。
針對這一重大需求,，劉靜教授研究小組基于實驗室在液態(tài)金屬材料與生物醫(yī)學工程學兩個領域的長期研究積累，首次提出了一種有別于傳統(tǒng)的液態(tài)金屬血管造影方法,。研究表明,，以鎵為代表的一系列合金材料在室溫下呈液態(tài)，可在不破壞組織結(jié)構(gòu)的情況下灌注到血管網(wǎng)絡中,，同時其自身擁有的高密度會對X射線造成很強的吸收作用,，因而在X光拍攝或CT掃描中，充填有液態(tài)金屬的血管會與周圍組織形成鮮明對比,，由此達到優(yōu)異的成像效果,，而液態(tài)金屬的流動性和順應性甚至可以讓極細微的毛細血管也能以高清晰度的方式顯現(xiàn)出來。實驗發(fā)現(xiàn),，采用這種方法重建出的血管網(wǎng)絡異常清晰,，造影效果遠超于臨床上常用的碘海醇增敏劑，圖像對比度呈數(shù)量級提升,，揭示的血管細節(jié)更加豐富,，且造影效果并不會像傳統(tǒng)增敏劑那樣隨時間逐步衰減。
這項原理獨特的血管成像方法一經(jīng)發(fā)表,，就在國內(nèi)外學術界引起了廣泛討論,，相應技術為生理學、病理學研究提供了新的視野和高效工具,，對了解動物器官復雜的血管微細結(jié)構(gòu)尤為有價值,。值得一提的是，這一方法并不僅限于血管重建,，同樣的原理在其他科學或工程學中涉及到的微/納米管道三維重建過程中也有較好的應用前景,，在影像儀器分辨率足夠的前提下，可以獲得較高的成像精度，甚至達到納米量級,。
十余年來,，劉靜教授帶領團隊圍繞室溫液態(tài)金屬完成了大量開拓性研究，近年來更將液態(tài)金屬技術全面推進到生物醫(yī)學領域,，先后提出了一系列諸如植入式醫(yī)療電子在體3D打印技術,、液態(tài)金屬體表印制電路技術、液態(tài)金屬人工肌肉等全新方法,。劉靜教授也因獲得的一系列杰出成果,，在2014年8月的國際傳熱大會上獲得國際傳熱界最高獎項之一：威廉•伯格獎（The William Begell Medal）。
