荧光成像系统为更好地去除肿瘤奠定了基础

研究人员开发了一种系统，该系统使用双波长光来提供有关健康组织中肿瘤深度的信息。

研究人员开发了一种低成本、简单的成像系统，该系统使用靶向肿瘤的荧光分子来确定体内肿瘤细胞的深度。便携式系统最终可以帮助外科医生在切除肿瘤时以更高的精度区分健康组织和癌组织。

医生可以在肿瘤切除过程中使用荧光分子使癌细胞发光，这样外科医生就可以看到是否有任何癌组织残留。然而，这项技术所需的设备并不能广泛使用，并且通常不能提供有关癌细胞在组织内的深度的定量信息。获得深度信息将有助于外科医生去除肿瘤周围的完整健康组织层，这已被证明可以为患者提供最佳结果。

“提供定量深度信息的少数商业系统既庞大又昂贵，限制了在大型医疗中心之外的使用，” 圣路易斯华盛顿大学医学院Samuel Achilefu 实验室的研究小组负责人 Christine M. O'Brien 说。“我们的小组在该领域先前的工作基础上开发了一种低成本、简单的系统，该系统可以使用近红外 (NIR) 荧光探针快速确定肿瘤细胞的深度。”

研究人员在 Optica Publishing Group 期刊 Biomedical Optics Express中描述了他们的新系统。便携式且易于使用的系统可用于资源匮乏的临床中心，这有助于最大限度地减少健康差距。

“这样的系统将来可以用来改善接受肿瘤切除的患者的手术结果，”O'Brien 说。“它还可以避免在确认肿瘤切除后癌细胞是否仍然存在之前等待病理学结果的需要。”

点亮癌症

研究表明，如果外科医生不仅切除了肿瘤，而且切除了完全围绕它的健康组织层，那么癌症的手术治疗往往是最成功的。然而，这可能很困难，因为很难确定肿瘤结束位置和健康组织开始位置之间的边缘。此外，健康层的最佳厚度取决于肿瘤类型和位置。

为了帮助完成这项任务，由 O'Brien 领导的 Achilefu 实验室研究小组开发了一种新仪器，该仪器基于在肿瘤切除过程中应用一种荧光染料，然后可以被两种不同的 NIR 波长激发，这些波长可以穿透组织的不同深度。发射的 NIR 荧光可以通过组织成像，从而可以在表面以下 1 到 2 厘米处检测到癌细胞。

双波长激发荧光利用不同颜色或波长的光将在组织内传播不同距离的事实。通过用不同的光波长照射肿瘤靶向荧光分子并比较它们的反应，可以预测肿瘤靶向剂在组织内的定位深度。

“多个研究小组为发展将荧光团深度与比率荧光测量联系起来的数学关系做出了贡献，”O'Brien 说。“正在开发用于医学的近红外造影剂的激增鼓励我们在之前的工作的基础上创建一个在近红外工作的系统，而且成本低且易于使用。”