長(zhǎng)時(shí)間、焦慮地等待活檢結(jié)果對(duì)于接受檢查的患者來(lái)說(shuō)應(yīng)該是一個(gè)漫長(zhǎng)而難熬的過(guò)程，而這一切有可能很快就會(huì)結(jié)束。近日伊利諾大學(xué)的一個(gè)科研小組開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)新的組織成像技術(shù)。

    研究人員利用這種稱為非線性干涉成像技術(shù)（NIVI）的新型顯微檢測(cè)技術(shù)對(duì)大鼠乳腺癌細(xì)胞和組織進(jìn)行掃描在不到五分鐘的時(shí)間內(nèi)生成了易讀的彩色編碼組織圖像，圖像中腫瘤邊界清晰，準(zhǔn)確率高達(dá)99%。

    該研究工作是由伊利諾大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程、生物工程和制藥系教授及醫(yī)生Stephen A. Boppart領(lǐng)導(dǎo)完成。研究論文即將發(fā)表在12月1日《癌癥研究》（Cancer Research.）雜志的封面上。

    目前的主要診斷方法大多都基于對(duì)細(xì)胞形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行視覺(jué)圖像分析，因而帶有很大的主觀性，且獲取診斷結(jié)果的周期時(shí)間較長(zhǎng)。首先必須從患者體內(nèi)獲取小量的可疑組織樣本，然后對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色。病理學(xué)家再通過(guò)在顯微鏡下觀察樣本而確定細(xì)胞是否存在異常，此外通常還需要咨詢其他的病理學(xué)家再次確定診斷結(jié)論。

    “這種方式的診斷通常都基于病理醫(yī)生的主觀判斷——關(guān)于細(xì)胞的位置、結(jié)構(gòu)和形態(tài)，”Boppart說(shuō)：“這就是我們所謂的診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。我們希望能夠使醫(yī)學(xué)診斷的過(guò)程變得更量化以及更快速?！盉oppart目前還任職于伊利諾大學(xué)貝克曼高級(jí)科技學(xué)院(Beckman Institute for 
  
    新型非線性干涉成像技術(shù)并非將焦點(diǎn)放在細(xì)胞和組織的結(jié)構(gòu)上，而是基于分子組成構(gòu)建和分析圖像。正常細(xì)胞包含高濃度的脂質(zhì)，但癌細(xì)胞通常會(huì)生成更多的蛋白質(zhì)。通過(guò)鑒別包含異常高濃度蛋白的細(xì)胞，研究人員能夠準(zhǔn)確地區(qū)分腫瘤及健康組織，而無(wú)需再對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色。

    每種分子都有其獨(dú)特的能量振動(dòng)態(tài)，當(dāng)振動(dòng)產(chǎn)生的共振加強(qiáng)時(shí)，可生成一種信號(hào)，通過(guò)這種信號(hào)可以識(shí)別包含高濃度分子的細(xì)胞。非線性干涉成像技術(shù)利用兩束光線對(duì)組織樣品中的分子進(jìn)行激發(fā)。

    “打個(gè)比喻就像推著某人蕩秋千。如果你在正確的時(shí)間點(diǎn)推動(dòng)一下，秋千上的人就會(huì)蕩得更高，反之他則會(huì)停下來(lái)，”Boppart說(shuō)：“如果我們使用正確的光頻激發(fā)這些振動(dòng)態(tài)，我們就能增強(qiáng)共振和信號(hào)。”

    非線性干涉成像技術(shù)所運(yùn)用的其中一道光束主要是起參照作用，通過(guò)將激發(fā)樣品生成的信號(hào)與光束結(jié)合就可以排除掉背景信噪，分離出分子信號(hào)。對(duì)生成光譜的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析反饋在組織的每個(gè)點(diǎn)上生成了彩色編碼圖像：藍(lán)色的是正常細(xì)胞，紅色的就是癌細(xì)胞。

    此外非線性干涉成像技術(shù)包含的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于能夠更準(zhǔn)確地確定腫瘤邊界。由于在視覺(jué)診斷中病理學(xué)家無(wú)法確定腫瘤與正常組織的邊界，因而通常會(huì)將大面積的組織劃分到不確定區(qū)域。而在非線性干涉成像中紅-藍(lán)彩色編碼圖像顯示的不確定區(qū)域只有100微米——僅相當(dāng)于一個(gè)或兩個(gè)細(xì)胞。

    “有時(shí)候很難通過(guò)視覺(jué)區(qū)分一個(gè)細(xì)胞是正?；蚴钱惓?，然而在分子上則會(huì)有非常明顯特征，”Boppart說(shuō)。

    現(xiàn)在研究人員正在致力改進(jìn)并擴(kuò)大這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)調(diào)節(jié)激光束的頻率，他們能夠?qū)Ω囝愋偷姆肿舆M(jìn)行檢測(cè)。另外他們還在努力提高其速率，以適用于實(shí)時(shí)成像。研究人員還探索使用新的激光源使非線性干涉成像儀器變得更為袖珍而便于攜帶。同時(shí)他們還正在開(kāi)發(fā)新型的光傳輸系統(tǒng)，例如導(dǎo)管、探針或針頭等。通過(guò)新型的光傳輸系統(tǒng)無(wú)需采集樣本就可以對(duì)組織進(jìn)行檢測(cè)。
 
   “隨著我們不斷獲得更好的光譜分辨率和更廣闊的光譜，我們可以更靈活地鑒別各種不同的分子。一旦進(jìn)入到這個(gè)點(diǎn)，我們相信這項(xiàng)技術(shù)將可運(yùn)用到許多不同的癌癥診斷中，包括光學(xué)活檢和其他的診斷,” Boppart說(shuō)。

    研究獲得了美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究所下屬的國(guó)立癌癥研究所的資金支助。