大家都知道面對癌癥要及早發(fā)現(xiàn)及早治療,但過小的腫瘤難以發(fā)現(xiàn),當腫瘤大到能發(fā)現(xiàn)時,或許早已錯過治療的最佳時間,為時已晚。最近美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)的研究人員開發(fā)出新的光學成像系統(tǒng)「海豚」(DOLPHIN),可檢測出在體內(nèi)深處的微小腫瘤。
現(xiàn)今儀器多會在醫(yī)學影像成像的深度和解析度間取舍,比如磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和計算機斷層掃描(Computed Tomography,CT)可看到貫穿整個身體的影像,但無法看到小于 1 厘米的腫瘤;光學成像技術(shù)則可看到較小腫瘤,但僅能看到距離體表約 3 厘米的深度。
圖片來源:MIT
新研究中,研究人員試圖將影像深度和解析度都做到最好。近紅外光與其他光學方法相比有較長的波長,可穿透人體較深的部位并得到較高分辨率,新方法利用高光譜影像(hyperspectral imaging)一次成像多重近紅外光。
研究人員在體外搜集訊號,接著利用團隊開發(fā)的算法分析探測器接收訊號的位置和深度。研究團隊稱這種方法為「利用高光譜影像和近紅外光漫射進行的冷光探測」(Detection of Optically Luminescent Probes using Hyperspectral and diffuse Imaging in Near-infrared,DOLPHIN)。
團隊利用帶有不同奈米粒子的探測器來測試 DOLPHIN 系統(tǒng)(不同奈米粒子會放出不同波長的近紅外光),之后讓小鼠吞下探測器并追蹤探測器在消化系統(tǒng)的位置。此方法特別之處在于這種探測器僅 0.1 毫米長,遠小于一般光學成像常用的探測器。
在另一項試驗中,注射到大鼠和小鼠體內(nèi)的探測器可以偵測到約 4 厘米的深度,當在動物組織和擬人體組織的樣本進行試驗時,最大深度可以達到原本 2 倍。
就現(xiàn)況而言,這僅是個概念,知道利用 DOLPHIN 系統(tǒng)能使微小且位置較深的物體留在人體中成像。研究人員正在調(diào)整探測器,使它能尋找并標記腫瘤,讓腫瘤發(fā)出熒光。
研究團隊將首要目標放在卵巢癌,因被發(fā)現(xiàn)時常是末期,難以治療。胰臟癌、腦癌、皮膚癌也是研究人員瞄準的目標,研究共同作者 Neelkanth Bardhan 教授表示:「就實際應用而言,這項技術(shù)使我們能以無創(chuàng)的方式追蹤 0.1 毫米大小的熒光標記腫瘤,而這是由數(shù)百個細胞組成的細胞團。據(jù)我們所知,目前尚未有其他人能利用光學技術(shù)做到這件事。」
新研究發(fā)表在《科學報告》(Scientific Reports)期刊。