區(qū)分腫瘤和健康組織是癌癥手術(shù)的關(guān)鍵部分，光學(xué)成像技術(shù)將在其中發(fā)揮重要作用。

目前有幾種方法利用不止一種波長(zhǎng)的光進(jìn)行照明，以最大限度地返回給臨床醫(yī)生的成像數(shù)據(jù)，并利用不同組織和細(xì)胞結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出的不同光譜和熒光響應(yīng)來(lái)區(qū)分腫瘤和健康組織。

上述方法包括：（1）使用高光譜相機(jī)，例如HELICoiD項(xiàng)目設(shè)計(jì)的用于對(duì)人類腦癌成像的平臺(tái)；（2）通過(guò)WUSTL雙波長(zhǎng)近紅外（NIR）技術(shù)利用組織中光的波長(zhǎng)相關(guān)衰減來(lái)確定熒光團(tuán)深度。

HELICoiD項(xiàng)目之體內(nèi)高光譜人腦成像（來(lái)源：DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2904788）

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院（University College London）的一個(gè)研究項(xiàng)目現(xiàn)已展示了一種多光譜近紅外（NIR）和短波紅外（SWIR）熒光成像設(shè)備，研究人員稱這是該設(shè)備中的全球首創(chuàng)。在Cancer Research期刊中介紹該設(shè)備最初用于治療兒童神經(jīng)母細(xì)胞瘤。

“熒光引導(dǎo)手術(shù)使用從700 nm到950 nm發(fā)光的近紅外染料，與可見光波長(zhǎng)相比，組織顯示出更少的自發(fā)熒光，從而實(shí)現(xiàn)更高的目標(biāo)與背景的信號(hào)比。”該科研團(tuán)隊(duì)在其論文中評(píng)論道，“然而，人們對(duì)1000 nm至1350 nm（短波紅外區(qū)域）的窗口越來(lái)越感興趣。因?yàn)樵谠搮^(qū)域中，自發(fā)熒光、吸收和散射進(jìn)一步減少。”

該研究指出，目前缺乏臨床認(rèn)可的短波紅外熒光團(tuán)染料，但用于這些波長(zhǎng)成像的銦鎵砷（InGaAs）傳感器成本的降低刺激了能夠測(cè)量短波紅外熒光的設(shè)備的開發(fā)，從而產(chǎn)生了研究臨床使用短波紅外成像技術(shù)的愿望。

對(duì)新成像技術(shù)的需求不斷增長(zhǎng)

倫敦大學(xué)學(xué)院通過(guò)將兩種近紅外染料（包括一種已知在短波紅外范圍內(nèi)也有活性的染料）與dinutuximab-beta蛋白結(jié)合，合成了一種適合其研究的短波紅外染料。研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)定制的成像平臺(tái)，其中組織被一組波長(zhǎng)在785 nm到1350 nm之間的光照射，產(chǎn)生近紅外和短波紅外熒光，后者由低溫冷卻的InGaAs相機(jī)收集。

對(duì)組織模型的測(cè)試表明，近紅外/短波紅外成像平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了0.9立方毫米的最小檢測(cè)體積和高達(dá)3毫米的深度穿透。根據(jù)該研究項(xiàng)目，一項(xiàng)評(píng)估小鼠腫瘤吸收標(biāo)記物的初步研究證實(shí)，與單獨(dú)的體內(nèi)近紅外成像相比，短波紅外熒光成像能夠?qū)崿F(xiàn)更高的腫瘤與背景的信號(hào)比以及更好的深度穿透。

短波紅外成像增強(qiáng)了腫瘤組織的對(duì)比度并改善了腫瘤與背景的信號(hào)比

接下來(lái)，倫敦大學(xué)學(xué)院和大奧蒙德街醫(yī)院將努力在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)將該技術(shù)快速應(yīng)用于手術(shù)室，以造福患有神經(jīng)母細(xì)胞瘤的兒童。

“小兒外科腫瘤學(xué)面臨著對(duì)有助于在手術(shù)中可視化腫瘤的新成像技術(shù)和設(shè)備的日益增長(zhǎng)的需求。”該研究論文的第一作者Laura Privitera評(píng)論道，“熒光引導(dǎo)手術(shù)是一項(xiàng)改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新，它將幫助外科醫(yī)生獲得更安全、更完整的腫瘤切除術(shù)。我期待看到這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于臨床手術(shù)。”

審核編輯：劉清