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新的医学成像方法释放了改进诊断和干预的潜初裸写真力

化学 2022-04-10 00:02:08

德国亥姆霍兹研究中心协会 信用:CC0公共领域 亥姆霍兹·曾特鲁姆·慕尼黑和加州大学洛杉矶分校的研究人员联合开发了新的成像工具,可以对血管等不同结构进行多色实时非侵入式成像

新的成像系统基于一种在其他行业广泛使用的方法,允许监控多个参数(多路复用),这是一项技术挑战,可能会中断未来的临床成像应用

医学影像是诊断和影像引导手术的重要工具

然而,当受试者处于运动或清醒状态时,哺乳动物的成像就变得具有挑战性——这是精确监测的一个重要前提

目前的方法还没有实现实时成像、多路复用、高度的组织穿透和足够的分辨率水平的结合,这允许区分不同类型的结构

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神经和血管

寻找更好的解决方案 由生物化学家奥利弗·布伦斯和化学家埃伦·斯莱特领导的研究小组探索了短波红外成像或SWIR成像的潜力

这种现有的成像方法通常用于国防相关应用和天文学,但迄今为止在临床应用方面仍未得到充分探索

“我们希望利用SWIR区域比近红外区域具有更高的分辨率和更强的组织穿透力这一事实

加州大学洛杉矶分校化学与生物化学系教授艾伦·斯莱特说:“它还提供了更宽的波长范围,允许多个通道充分分离,以便并排检测。”

“探索这一特性对于同时监控多个参数至关重要

" 探索新系统的潜力 该团队设计并合成了新的染料,并对它们的光物理特性进行了表征,表明它们能够在近红外和SWIR区域进行实时多重激发

然后,它开发了一种新的SWIR成像配置,配有三个激光器和一个合适的摄像头,并在体内演示了它们可以实时捕捉多色电影

除此之外,他们还捕捉到了清晰区分淋巴管与静脉和动脉的图像,并监控它们的功能

这项技术也足够快,可以在清醒和运动的老鼠身上成像

此外,实时反馈允许在小鼠中进行图像引导手术

“区分多个位置相近的组织(如淋巴和循环结构)并同时监测其功能的能力在非侵入性诊断以及扩展荧光引导手术技术方面具有重要意义,”艾米丽·考斯科补充道,她在亥姆霍兹·曾特鲁姆·慕尼黑和加州大学洛杉矶分校进行了这项研究

目前,亥姆霍兹先锋校区的研究小组正与斯坦福、慕尼黑和科隆的外科医生和内科医生合作,在不久的将来将新技术转化为临床实践

这些临床合作的重点是癌症和炎症的治疗

奥利弗·布伦斯是另一位相应的作者,他是亥姆霍兹·曾特鲁姆·慕尼黑大学亥姆霍兹先锋校区的首席研究员,他说:“我们的系统有可能破坏医疗应用

下一步是确定如何将这项技术从长凳转移到床边

一个明显的潜在应用是术中成像

当然,需要做大量的工作来了解从SWIR手术中获益的实际操作,但是区分多种颜色结构的能力使得这种工具成为肿瘤切除的潜在候选

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