MIT 的「海豚」成像技術,可偵測到癌症初期的微小腫瘤

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 08 日 7:30 | 分類 醫療科技 follow us in feedly

大家都知道面對癌症要及早發現及早治療,但過小的腫瘤難以發現,當腫瘤大到能發現時,或許早已錯過治療的最佳時間,為時已晚。最近美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)的研究人員開發出新的光學成像系統「海豚」(DOLPHIN),可檢測出在體內深處的微小腫瘤。



現今儀器多會在醫學影像成像的深度和解析度間取捨,比如磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和電腦斷層掃描(Computed Tomography,CT)可看到貫穿整個身體的影像,但無法看到小於 1 公分的腫瘤;光學成像技術則可看到較小腫瘤,但僅能看到距離體表約 3 公分的深度。

新研究中,研究人員試圖將影像深度和解析度都做到最好。近紅外光與其他光學方法相比有較長的波長,可穿透人體較深的部位並得到較高解析度,新方法利用高光譜影像(hyperspectral imaging)一次成像多重近紅外光。

研究人員在體外蒐集訊號,接著利用團隊開發的演算法分析探測器接收訊號的位置和深度。研究團隊稱這種方法為「利用高光譜影像和近紅外光漫射進行的冷光探測」(Detection of Optically Luminescent Probes using Hyperspectral and diffuse Imaging in Near-infrared,DOLPHIN)。

團隊利用帶有不同奈米粒子的探測器來測試 DOLPHIN 系統(不同奈米粒子會放出不同波長的近紅外光),之後讓小鼠吞下探測器並追蹤探測器在消化系統的位置。此方法特別之處在於這種探測器僅 0.1 公厘長,遠小於一般光學成像常用的探測器。

在另一項試驗中,注射到大鼠和小鼠體內的探測器可以偵測到約 4 公分的深度,當在動物組織和擬人體組織的樣本進行試驗時,最大深度可以達到原本 2 倍。

就現況而言,這僅是個概念,知道利用 DOLPHIN 系統能使微小且位置較深的物體留在人體中成像。研究人員正在調整探測器,使它能尋找並標記腫瘤,讓腫瘤發出螢光。

研究團隊將首要目標放在卵巢癌,因被發現時常是末期,難以治療。胰臟癌、腦癌、皮膚癌也是研究人員瞄準的目標,研究共同作者 Neelkanth Bardhan 教授表示:「就實際應用而言,這項技術使我們能以無創的方式追蹤 0.1 公厘大小的螢光標記腫瘤,而這是由數百個細胞組成的細胞團。據我們所知,目前尚未有其他人能利用光學技術做到這件事。」

新研究發表在《科學報告》(Scientific Reports)期刊。

(首圖來源:MIT

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