科学家发明系统来提高癌症手术的效率

为了让外科医生在手术中更容易地发现恶性组织，并希望降低癌症的复发率，科学家们发明了一种新的成像系统，当手持激光对准肿瘤时，肿瘤就会“发光”。

该系统的共同发明人、维克森林浸会医学中心再生医学助理教授亚伦·莫赫斯博士说:“外科医生在癌症手术期间的目标是移除肿瘤以及足够多的周围组织，以确保不留下恶性细胞。”“但是他们怎么知道他们已经切除了足够的组织呢?”我们的目标是提供更好的实时信息来指导手术。”

在印刷前在线发布IEEE生物医学工程汇刊(TBME)， Mohs和其他作者报告了他们的原型系统荧光染料实时定位肿瘤成像系统这使得外科医生可以简单地通过一个屏幕来区分正常组织和“发光”组织。恶性组织。

在患有肿瘤的小鼠和同伴犬中，科学家们发现，肿瘤中荧光染料的积累水平高于周围组织，该系统能够检测出正常组织和肿瘤组织之间的明显界限。众所周知，犬类肿瘤在结构上与人类肿瘤相似，而且犬类的肿瘤类型与人类相同。

科学家们正在进一步开发该系统，以便在人类患者中进行评估。

目前的技术允许癌症外科医生在手术前对肿瘤进行扫描磁共振成像和其他系统。然而，在手术过程中扫描肿瘤需要将病人从手术台上移到机器上，这将延长手术时间。

Mohs说:“能够在手术过程中快速扫描肿瘤，从非肿瘤组织中看到肿瘤组织，这是临床需求尚未得到满足。”“在手术中检测肿瘤组织的病理技术可能需要长达20分钟，它们关注的是手术中移除的组织，而不是留在体内的组织。”

在TBME，作者指出，理想的系统将以高灵敏度发现肿瘤边界，对手术时间和手术技术的影响最小，以直观的方式呈现结果，并避免使用电离辐射或特殊的成像环境，如MRI机器。

该系统由Mohs、Spectropath公司的Michael C. Mancini和Emory大学和佐治亚理工学院的Shuming Nie发明，结合了两种成像方式。外科医生控制的激光可以直接对准任何感兴趣的区域。此外，一个带有三个摄像头的成像系统位于手术野上方。对两个系统记录的图像进行处理，以显示合成图像。

使用这个系统，外科医生会扫描肿瘤，然后手术确定它的边界。的肿瘤然后通过手术切除该区域并重新扫描以评估是否有残留的恶性组织。如果病变组织被发现，它将被删除，并且这个过程将重复，直到病变组织再也无法被察觉。

在原型系统中报告TBME，科学家们使用吲哚菁绿染料作为荧光来源。他们指出，未来的研究将集中在性能更高的荧光染料和纳米颗粒上，可以针对特定的肿瘤。

最近，莫氏获得了美国国家生物医学成像与生物工程研究所(National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering) 137万美元的研究资助，用于优化该系统并在啮齿动物身上进行测试。

在这个为期四年的项目中，莫赫的团队将开发基于透明质酸的纳米颗粒，透明质酸是一种天然存在于人体中的物质。这些纳米粒子将具有捕获近红外荧光染料的能力。这项研究将调查浸润性导管癌，这是最常见的乳腺癌类型。

根据该项目，研究人员将专注于优化染料的负载，确定如何激活荧光，并在啮齿动物身上进行研究，以评估安全性和是否减少疾病复发。