激光成像可以提供骨癌手术的新工具

最古老的治疗癌症的方法,,也许大多数久经考验的,是手术。甚至随着化疗,放疗,和更多的实验性治疗细菌寻找和摧毁肿瘤细胞,癌症,经常,只是需要的病人的身体。

他们的目标是消除所有的癌组织,同时保留尽可能多的周围健康的物质。而是因为它很难画一个干净的癌细胞和健康组织之间的界限,外科医生通常宁可谨慎和删除健康组织,以确保他们有了所有的癌组织。

尤其有问题当病人正在遭受癌症折磨的骨头;骨头在手术过程中呈现独特的挑战,因为它们与其它组织相比,多么困难,因为他们长得比其他类型的组织要缓慢得多。

“很难长骨头,所以如果你切断骨头,你基本上失去它,”布伦医学工程和电气工程教授说音)王。

加州理工学院的研究人员开发的一种新的诊断成像技术提供外科医生能够削减10倍更准确地说,允许他们保留1000倍更健康组织和给患者更容易恢复。

传统的方法确定一块骨头含有癌细胞是耗时的。块的骨头被删除和发送到实验室的硬钙矩阵是会慢慢溶解,只留下背后的活细胞。剩下的材料然后切片成像。因为这个过程可能需要一至七天到完成,外科医生在手术过程中不能依靠它来确定肿瘤骨周围和附近的健康,所以他们会删除甚至比可能更多——超过他们会柔软组织可以快速检查。

新的成像技术,称为实时3 d contour-scan紫外线光声显微术,或UV-PAM,旨在识别癌细胞的骨组织取代传统的方法。因为过程需要几分钟,它提供了一个外科医生能够区分健康的骨骼和恶性骨时操作。

像其他光声成像技术由王UV-PAM工作通过使用激光导致活组织的分子振动。那些发生在超声振动频率和可用于图像以同样的方式组织和器官,胎儿超声用于图像是一个发展中。

UV-PAM使用紫外波长的激光调谐引起DNA和RNA分子振动。因为癌症细胞的结构不同,包装更密集,并包含更多比健康细胞DNA,癌组织将吸收更多的紫外线,因此比健康组织将提供一个更强的超声信号,使外科医生清楚地识别领域的骨骼需要移除。

“我们可以提供结果在11分钟,所以他们知道在哪里,”王说。

的技术为医生提供了一个形象的骨扫描是格式化的样子创造了通过传统的图像切片技术。

“我们只是病理学家目前的图像,”王说。“他们使用相同的模式识别在自己的大脑来确定什么是癌,什么是健康的。这是他们的训练。”

现在,技术只是被证明在实验室设置。王说,他希望把它变成真实的世界,它可以用于病人,但首先他计划做一些改进。

“我们想给它甚至更好的空间分辨率和更大的成像速度,我们甚至可以看到一些细胞核内的细节更加迅速,”他说。“我们能超越标准病理吗?我们正在研究。”

参考:曹R,纳尔逊SD,戴维斯年代,et al。Label-free术中通过deep-learning-assisted紫外线光声显微组织学的骨组织。Nat生物医学中。2022:1-11。doi:10.1038 / s41551 - 022 - 00940 - z

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