美国伊利诺斯大学日前开发出一种新型组织成像设备,可能使患者漫长等待癌症检验结果的情况成为历史。该研究是由生物医学工程专业的教授Stephen A. Boppart领导的,其研究成果公布在12月1日发行的《癌症研究》杂志上。
诊断进程更迅速
据悉,该研究小组研发的新型显微技术已经应用于对大鼠乳腺癌细胞和组织上的检验。该技术被称为非线性干涉振动成像(NIVI),能在5分钟内产生易于检验人员识别的彩色编码的组织图像,并勾画出清晰的肿瘤边界,其可信度大于99%。
目前普遍采用的对患者组织进行切片检验的方法,除了耗时长(一般需要一天以上)外,诊断方法也是比较主观的。检验人员需要从病人可能癌变的组织取出小标本,再加入一种着色剂以使细胞的某些功能更易于观察。一个病理医生在显微镜下往往不能独自判断标本细胞是否异常,还需要咨询其他病理医生才能确认。
Boppart教授表示:“正因为过去的诊断方法过于主观,所以我们希望用我们自己的技术使医疗诊断进程更量化,更迅速。”
NIVI技术对癌细胞的评估是基于分子组成,而不是着重于细胞和组织结构。其依据是正常细胞具有高的血脂浓度,而癌变细胞产生更多的蛋白质。通过识别细胞异常高的蛋白浓度,研究人员就能够准确区分肿瘤与健康组织。
精确描绘肿瘤边界
NIVI技术的另一个优点是可以更精确地描绘肿瘤边界,特别是对许多病理医生不能确定的健康组织和癌变组织的边缘地带。“有时候医生很难从视觉上判断一个细胞正常还是不正常,但在分子中,就可以找到相当清楚的标志。”Boppart教授补充。
每个分子在它们的键合中都有一个独特的能量振动状态。当该振动的共振被增强时,它就可以产生一个能够用来识别具有高浓度分子的细胞信号。 NIVI技术是用两束特殊频率的光束来激发一个组织标本中的分子。
研究人员将得到的分子频谱进行统计分析就可以在每一个组织点产生一个颜色编码图像:在这个图像中正常细胞显蓝色,癌细胞为红色。
目前,研究人员正在努力改善和扩大该技术的应用范围。他们正通过调节激光束的频率,来测试其他类型的分子并使NIVI更为方便携带。同时,他们还在开发新的光传输系统,如导管,探针或针头,这样无需取样品就可以测试组织。
Boppart教授对该技术予以较高的期望,表示:“当我们达到更好的光谱分辨率和更广的光谱范围时,我们就可以识别更多类型的分子,这样新技术就会有更多不同的应用。”
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