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新突破!光声层析成像可在15秒内实现肿瘤细胞造影

导读: 据悉,由于多种原因(包括暴露于X射线辐射和患者不适),检测传统乳腺癌的乳房造影检查方法不太理想,加利福尼亚理工学院的研究人员开发了一种激光声波扫描仪,能够通过向胸部发射光脉冲,在短短的15秒内发现肿瘤细胞。

据悉,由于多种原因(包括暴露于X射线辐射和患者不适),检测传统乳腺癌的乳房造影检查方法不太理想,加利福尼亚理工学院的研究人员开发了一种激光声波扫描仪,能够通过向胸部发射光脉冲,在短短的15秒内发现肿瘤细胞。

新研究!光声层析成像可在15秒内实现肿瘤细胞造影

这种称为光声计算机断层扫描(PACT)的扫描系统,通过将近红外激光脉冲照射到乳房组织,进而发现肿瘤细胞。激光通过乳房扩散并被患者红细胞中携氧的血红蛋白分子吸收,导致分子实现超声波振动。这些振动会通过患者组织传播,乳房皮肤周围的512个超声波传感器阵列随后会检测到这些振动。来自这些传感器的数据用于在与超声波成像类似的过程中形成乳房内部结构图像。

PACT可以提供4厘米深处四分之一毫米结构的清晰视图。加州理工学院医学工程和电气工程教授Lihong Wang解释道,乳房造影不能提供达到PACT图像细节水平的软组织对比度。

由于当前使用波长的激光被血红蛋白吸收,因此PACT可以构建主要显示被扫描组织中血管的图像。这对于发现癌症很有用,因为许多肿瘤都会形成自己的血管,并且周围都是密集的血管组织网络。而这些血管能为肿瘤提供大量的血液,从而促使肿瘤迅速生长。

在PACT扫描过程中,患者正面朝下躺在一张配备超声波传感器和激光器的凹槽桌子上。由于扫描速度快,只需15秒,患者在扫描时可以轻松屏住呼吸,从而有助于形成更清晰的图像。

相比其他成像技术,PACT扫描的执行速度极具优势。例如,核磁共振成像(MRI)扫描可能需要45分钟。MRI扫描也很昂贵,有时需要将造影剂注入患者的血液中。

Wang透露:“例如,钆是一种常见的MRI造影剂,并非完全无害。钆可导致恶心和呕吐,并且可能会长期留在大脑中,并且具有未知的长期影响。相比之下,PACT则是完全安全的:血液作为内在的造影剂,激光暴露也控制在安全范围内。”

Wang表示,PACT技术已经获得了一家公司的许可,其中Wang还是创始人兼股东,该公司计划实现该技术的商业化并开展大规模的临床研究。未来的研究可能会集中在使用PACT对身体其他部位的造影。例如,它可以为医务人员提供评估糖尿病患者肢端血管组织健康状况的能力。糖尿病会损害血管,如果没有接受正确诊断和治疗,可能会导致组织死亡,特别是脚组织。PACT还能够区分含氧和非含氧血液,从而可以进一步提高设备找到肿瘤的能力,因为具有高氧气需求的癌组织能够比健康组织更快地使血液脱氧。

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