新突破!光聲層析成像可在15秒內實現腫(zhǒng)瘤細胞造影
據悉,由於多種原因(包括(kuò)暴露於X射線(xiàn)輻射和患者不適),檢測傳統乳腺癌的乳房造影檢查方法不太理想,加利福尼亞理工學院的研究人員開發(fā)了一種激光聲波掃(sǎo)描儀,能夠通(tōng)過向胸(xiōng)部發射光脈衝,在短短的15秒內發現(xiàn)腫瘤細胞。
這種稱為光聲計算機斷層掃描(PACT)的掃描係統,通過將(jiāng)近紅外激光脈衝照射到乳房組織,進而發現腫瘤細胞(bāo)。激光通過乳房擴散並被患者紅細胞中(zhōng)攜氧的血(xuè)紅蛋白分子吸收,導致分子實現超聲波振動。這些振動會通過患者組織(zhī)傳播,乳房皮(pí)膚周圍的512個超聲波傳感器陣列隨後會檢測到這些振動。來自這些傳感器的數據用於在與超聲波成(chéng)像類似的過程中(zhōng)形成乳房內部結構圖像。
PACT可以提供4厘米深處四分之一毫米結構的清晰視圖。加州理工學院醫學工程和電氣工程教授Lihong Wang解釋道(dào),乳房造影不能提供達到PACT圖(tú)像細節水平的軟組織對比度。
由於當前使(shǐ)用波長的激光被血紅蛋白吸(xī)收,因此PACT可(kě)以(yǐ)構建主要顯(xiǎn)示(shì)被(bèi)掃描組織中(zhōng)血管的圖(tú)像。這對於發現癌症很有用,因為許多腫瘤(liú)都會形成自己的血管,並且周圍都是密集的血管組織網絡。而這些(xiē)血管(guǎn)能為腫瘤提供(gòng)大量的(de)血液,從而促使腫瘤迅速生長。
在PACT掃描過程中,患者正麵朝下(xià)躺在(zài)一張配備超(chāo)聲波傳感器和激光器的凹槽桌子上(shàng)。由於掃描速度快,隻需15秒,患者在掃描時(shí)可以輕鬆屏住呼吸,從而有助於形(xíng)成更清晰的圖像(xiàng)。
相比其他成像技術,PACT掃描的執行速度極具優勢。例如,核磁共振成像(MRI)掃描可能需要45分鍾。MRI掃描也很昂貴,有時需要將造影劑注入患者(zhě)的血液中。
Wang透露:“例如,釓是一種常見的MRI造影劑,並非完全無(wú)害。釓可導致惡心和嘔吐,並且可能(néng)會長(zhǎng)期留在大(dà)腦中,並(bìng)且具(jù)有未知的長期影響。相比(bǐ)之下,PACT則是完全安全的:血液作為內在的造影劑,激(jī)光暴露也(yě)控製在安全範圍內。”
Wang表示,PACT技術已經獲得了(le)一家公司的許可,其中Wang還是創始人兼股東,該公司計(jì)劃實現該技術的商業(yè)化並開展大規模的臨床研究。未來的研究可能會(huì)集(jí)中在(zài)使用PACT對身體其他部位的造(zào)影。例如,它可以(yǐ)為醫務人員提供評估糖尿病患者肢端血管組織健康狀況的能力。糖尿病會損害血管,如果(guǒ)沒(méi)有接(jiē)受正確診斷和治(zhì)療,可能會導致組織死亡,特別是腳組織。PACT還能夠區分含氧(yǎng)和非含氧(yǎng)血(xuè)液,從而可以(yǐ)進一步提高設備找到腫瘤的能力,因(yīn)為(wéi)具有高氧氣需求的癌組織能夠比健康組織更快地使血液脫氧。