朝向体内检测圆极化LED的癌症进展

东京技术研究所（东京技术）的研究人员已经通过实验证明了一种基于圆偏振光的散射的新型癌症诊断技术。计算研究表明，该技术可以检测癌前病变和早期癌症的进展。该方法可以使用配备有旋转LED器件的内窥镜来实现，该装置发射圆偏振光。

最初的消化系统的大多数癌症首先出现在表面层中，然后进入更深层。尽管表层使用内窥镜可以容易地治疗癌，癌症较深层面，需要手术干预，以防止它们转移到淋巴结或其他器官。因此，在不损坏组织的情况下，癌症进展的深度的精确测量对于获得与处理有关的决策的有用信息非常重要。

当前的内窥镜诊断技术，如窄带成像只能确认癌症的存在并区分肿瘤和非肿瘤组织。有很少的直接测量技术可以提供癌的深度和面积的定量诊断。

为了解决上述问题，由东京技术诺希萨沃博士领导的跨国研究团队最近进行了一项研究，展示了使用圆极化的新型癌症诊断技术光。他们的调查结果已发表在Biophotonics杂志，并将研究的科学图示被选为杂志中的内部封面。

他们的方法依赖于圆偏振光如何与健康和不健康的细胞相互作用。“生物组织散射的圆偏振光的去极化依赖于细胞核的结构变化，这可以为检测隐藏在健康组织中的癌症提供有价值的信息，”Nishizawa博士解释说。研究小组用近红外圆偏振光照射小鼠肝脏的切片组织样本，实验证明了这一事实，这些组织样本中含有脾内注射的人胰腺癌细胞引起的转移病灶。他们观察到，根据生物组织的状态，样品散射光的圆偏振程度存在明显差异，这表明利用这种技术可以识别癌症。

而且，通过计算研究数值模拟结合圆偏振光的散射现象，该团队还证明了通过操纵探测角度可以获得生物组织的深度轮廓。总之，散射光发射角越接近垂直方向，在目标生物组织中的采样深度越深。因此，这种对发射角的依赖提供了关于组织深度轮廓的信息，换句话说，就是癌症对更深层层的进展。

但是，一个技术挑战必须解决这种诊断方法可行：圆偏振光不能通过光纤行进而不会失去其极化。因此，在体内使用圆偏振光需要紧凑的圆偏振光源。这种源的一个有希望的候选者是由研究人员开发的旋转LED设备。2017年，它们成功地创建了能够在室温下发射几乎纯圆偏振光的旋转LED。“通过基于圆偏振光散射和旋转LED器件的新技术结合，我们将能够确定体内癌前病变的进展，”Nishizawa博士。为此，在他们最新的研究中，该团队设计了包含圆极化LED的内窥镜探头的结构，其可以同时以各种排放角度检测散射光。

研究人员希望拟议的技术将在未来诊断溃疡性结肠炎和酒精性肝硬化中的应用。此外，还可以应用于在再生药物和移植手术中观察植入。

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