短波紅外成像使人腦腫瘤的高對比度熒光引導手術成為可能

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

目前有幾種方法利用不止一種波長的光進行照明，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胞結構表現(xiàn)出的不同光譜和熒光響應來區(qū)分腫瘤和健康組織。

上述方法包括：（1）使用高光譜相機，例如HELICoiD項目設計的用于對人類腦癌成像的平臺；（2）通過WUSTL雙波長近紅外（NIR）技術利用組織中光的波長相關衰減來確定熒光團深度。

HELICoiD項目之體內(nèi)高光譜人腦成像（來源：DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2904788）

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

“熒光引導手術使用從700 nm到950 nm發(fā)光的近紅外染料，與可見光波長相比，組織顯示出更少的自發(fā)熒光，從而實現(xiàn)更高的目標與背景的信號比?！痹摽蒲袌F隊在其論文中評論道，“然而，人們對1000 nm至1350 nm（短波紅外區(qū)域）的窗口越來越感興趣。因為在該區(qū)域中，自發(fā)熒光、吸收和散射進一步減少?！?/p>

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

對新成像技術的需求不斷增長

倫敦大學學院通過將兩種近紅外染料（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蛋白結合，合成了一種適合其研究的短波紅外染料。研究人員設計了一個定制的成像平臺，其中組織被一組波長在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相機收集。

對組織模型的測試表明，近紅外/短波紅外成像平臺實現(xiàn)了0.9立方毫米的最小檢測體積和高達3毫米的深度穿透。根據(jù)該研究項目，一項評估小鼠腫瘤吸收標記物的初步研究證實，與單獨的體內(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比以及更好的深度穿透。

短波紅外成像增強了腫瘤組織的對比度并改善了腫瘤與背景的信號比

接下來，倫敦大學學院和大奧蒙德街醫(yī)院將努力在未來12個月內(nèi)將該技術快速應用于手術室，以造?；加猩窠?jīng)母細胞瘤的兒童。

“小兒外科腫瘤學面臨著對有助于在手術中可視化腫瘤的新成像技術和設備的日益增長的需求?！痹撗芯空撐牡牡谝蛔髡週aura Privitera評論道，“熒光引導手術是一項改變游戲規(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。我期待看到這項技術應用于臨床手術?！?/p>

審核編輯：劉清