MIT 研究人員開(kāi)發(fā)新光學(xué)成像技術(shù),可用于早期癌癥檢測(cè)

大家都知道面對(duì)癌癥要及早發(fā)現(xiàn)及早治療，但過(guò)小的腫瘤難以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)腫瘤大到能發(fā)現(xiàn)時(shí)，或許早已錯(cuò)過(guò)治療的最佳時(shí)間，為時(shí)已晚。最近美國(guó)麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）的研究人員開(kāi)發(fā)出新的光學(xué)成像系統(tǒng)「海豚」（DOLPHIN），可檢測(cè)出在體內(nèi)深處的微小腫瘤。

現(xiàn)今儀器多會(huì)在醫(yī)學(xué)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(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography，CT）可看到貫穿整個(gè)身體的影像，但無(wú)法看到小于 1 厘米的腫瘤；光學(xué)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(lái)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(xué)方法相比有較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，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(hào)，接著利用團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的算法分析探測(cè)器接收訊號(hào)的位置和深度。研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)這種方法為「利用高光譜影像和近紅外光漫射進(jìn)行的冷光探測(cè)」（Detection of Optically Luminescent Probes using Hyperspectral and diffuse Imaging in Near-infrared，DOLPHIN）。

團(tuán)隊(duì)利用帶有不同奈米粒子的探測(cè)器來(lái)測(cè)試 DOLPHIN 系統(tǒng)（不同奈米粒子會(huì)放出不同波長(zhǎng)的近紅外光），之后讓小鼠吞下探測(cè)器并追蹤探測(cè)器在消化系統(tǒng)的位置。此方法特別之處在于這種探測(cè)器僅 0.1 毫米長(zhǎng)，遠(yuǎn)小于一般光學(xué)成像常用的探測(cè)器。

在另一項(xiàng)試驗(yàn)中，注射到大鼠和小鼠體內(nèi)的探測(cè)器可以偵測(cè)到約 4 厘米的深度，當(dāng)在動(dòng)物組織和擬人體組織的樣本進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，最大深度可以達(dá)到原本 2 倍。

就現(xiàn)況而言，這僅是個(gè)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(cè)器，使它能尋找并標(biāo)記腫瘤，讓腫瘤發(fā)出熒光。

研究團(tuán)隊(duì)將首要目標(biāo)放在卵巢癌，因被發(fā)現(xiàn)時(shí)常是末期，難以治療。胰臟癌、腦癌、皮膚癌也是研究人員瞄準(zhǔn)的目標(biāo)，研究共同作者 Neelkanth Bardhan 教授表示：「就實(shí)際應(yīng)用而言，這項(xiàng)技術(shù)使我們能以無(wú)創(chuàng)的方式追蹤 0.1 毫米大小的熒光標(biāo)記腫瘤，而這是由數(shù)百個(gè)細(xì)胞組成的細(xì)胞團(tuán)。據(jù)我們所知，目前尚未有其他人能利用光學(xué)技術(shù)做到這件事?！?/p>

新研究發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）期刊。