超快激光可在一分钟内标记脑肿瘤细胞

2016-04-20 10:14

　　荷兰阿姆斯特丹大学研究小组演示了超快激光技术精确显示脑肿瘤位置，图像形成时间少于一分钟，并能提供给外科医生摘除肿瘤细胞，而不伤害健康组织。

　　之前，病理学家通常使用着色法，例如苏木素和伊红将组织成分转变成蓝色和红色，进而揭示组织结构及辨别肿瘤细胞。但是要形成最后的诊断结果，需要耗费多达24小时，这就意味着外科医生并不能完全移除肿瘤细胞，需要进行二次手术，增加风险。

　　而该研究小组的超快激光技术不需要标记，通过向组织区域发射20fs短波长激光脉冲，当三光子同时聚焦在同一地方时，光子就与非线性光学特性的组织相互作用。通过我们多熟知的二阶及三阶谐波振荡，最终形成单光子。

　　关键点在于往来的光子具有不同的波长。进入的光子波长为1200nm，足以渗透至组织内部。产生的单光子波长为600或400nm，取决于二阶或三阶谐波振荡。短波长意味着光子可以分散于组织内部。因此，散射光子可以携带组织信息，当它到达探测器时就能揭示组织内部结构。本次演示中采用的是高灵敏度砷化镓磷光电倍增管。

低分级胶质瘤组织图（左图为超快激光方法，右图为传统着色法）

　　该研究小组通过人体肿瘤组织样本验证了超快激光技术新方法，相对于传统方法，可快速精准揭示肿瘤细胞。对于小的组织探测时间甚至能少于一秒钟，而对于几个平方毫米的组织探测时间则需要5分钟，因此可以在手术室里实时使用。

　　正式基于超快激光技术的明显优势，研究人员开发了一种手持设备，可以在外科手术过程鉴定肿瘤区域。