• 科学家开发了新的成像技术来创建黑素瘤的三维

    2019-06-12 13:12:51

    科学家开发了新的成像技术来创建黑素瘤的三维图像 2010年8月12日 黑色素瘤是不太常见的皮肤癌类型之一,但它占皮肤癌死亡的大部分(约75%)。早期黑色素瘤的五年存活率非常高

      科学家开发了新的成像技术来创建黑素瘤的三维图像

      2010年8月12日

      黑色素瘤是不太常见的皮肤癌类型之一,但它占皮肤癌死亡的大部分(约75%)。早期黑色素瘤的五年存活率非常高(98%),但速度下降如果癌症被检测到晚期或复发,则会急剧发生。所以很大程度上依赖于初始手术的准确性,其目标是尽可能少地去除组织,同时获得“清洁边缘”。到目前为止,还没有成像技术能够准确地定义黑色素瘤的边界,足以引导手术。相反,外科医生倾向于切除超出病变可见边缘的距离,以确保它们全部移除华盛顿大学圣路易斯分校的两位科学家已经开发出了共同承诺解决这一难题的技术。他们的解决方案在7月号的ACS Nano中有所描述,结合了王立宏博士开发的成像技术。 K. Beare杰出的生物医学工程教授和由Younan Xia博士开发的造影剂,James M. McKelvey生物医学工程教授。成像技术和造影剂产生令人惊讶的三维清晰度的图像。光声层析成像技术基于100年前亚历山大·格雷厄姆·贝尔(Alexander Graham Bell)发现的光声效应。贝尔利用他认为喜欢的效果这是有史以来最伟大的发明,将声音转换为光线的光管传输光线,然后将光线转换回接收器的声音。

      (公众更喜欢电话到光电话,因为他们只是不相信无线传输真的是可能的。)在贝尔效应中,光的吸收稍微加热一种材料,通常是毫克的物质,温度升高导致热弹性膨胀。“发生了同样的事情,”王说,“当你加热气球并使其膨胀时。”如果光以正确的频率脉动,则材料将膨胀和收缩,产生声波。“我们检测组织外的声音信号,并从在那里,它“是一个数学问题,”Wang说。“我们使用计算机来重建图像。”“我们基本上是在听结构而不是看它,”王说。“使用纯光学成像,很难深入组织,因为光被吸收和散射,”王解释道。 “有用的光子在一毫米内用完汁液。”光声层析成像(PAT)可以检测强烈吸收光的深层结构,因为声音散射比组织中的光小得多。“PAT将组织透明度提高了两到三个数量级。大小,"王医生说。相关故事药物组合为黑色素瘤患者增加了益处为什么大脑黑色素瘤可能更严重?Synopsys发布植入物设计和患者特异性计划的新软件此外,它比其他深度成像方法更安全。它使用光子Wang说,正电子发射断层扫描(PET)也需要高能光子,它的能量只有几个电子伏特,而X射线则具有数千电子伏特的能量。智能造影剂生物组织的声学图像可以不使用造影剂就可以制作,特别是如果组织被血红蛋白或黑色素等分子着色。黑色素瘤的光声图像模糊不清,边缘模糊不清。为了改善恶性组织和正常组织之间的对比,夏加载恶性“黄金在散射和吸收光方面比生物材料好得多,”夏说。“一个金纳米笼吸收了很多作为一百万个黑色素分子,“ Xia.Xia的造影剂由空心金笼组成,它们很小,它们只能通过它们共同借给它们漂浮的液体的颜色来看。通过改变颗粒的大小和几何形状,它们可以调到在这种方式下,纳米粒子的行为与体金非常不同。对于光声成像,夏氏团队调整纳米笼在780纳米处强烈吸收,波长落在一个狭窄的窗口内。近红外线中的组织透明度。这个最佳点可以穿透体内几英寸深。一旦注射,金颗粒自然倾向于在肿瘤中积聚,因为排列肿瘤血管的细胞杂乱无章。通过用一种与黑色素瘤细胞上的激素受体结合的激素修饰纳米粒子,夏大大提高了摄取率。该分子是α-黑素细胞刺激素,略有过滤使其在体内更稳定。

       这种激素通常会刺激皮肤和头发中棕色色素黑色素的产生和释放。正如许多类型的癌症一样,这种激素似乎刺激了癌细胞的生长,从而产生比正常细胞更多的激素受体。对于小鼠,黑素瘤占据了“功能化”的四倍。纳米笼比纳米笼涂有惰性化学物质。使用造影剂,来自黑色素瘤的光声信号强度提高了36%。但是眼见为实。肉眼几乎看不见的皮下小鼠黑色素瘤在光声图像中清晰可见,它们的地下半岛和恶性肿瘤岛明显地显露出来。来源:华盛顿大学圣路易斯分校