科学家发明系统以提高癌症手术的有效性

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。”

在线发布在线之前IEEE生物医学工程汇刊(TBME），Mohs和Co-authors报告它们的原型系统，结合了一个荧光染料用实时定位肿瘤成像系统这允许外科医生只要查看屏幕以区分正常组织和“点亮”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。

科学家们正在努力进一步发展该系统，因此可以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，为了在手术期间扫描肿瘤涉及将患者从操作台移动到机器中 - 延长手术。

“能够在手术期间快速扫描肿瘤以使来自非肿瘤组织的肿瘤组织是未核心的临床需求，”莫赫斯说。“检查手术过程中肿瘤组织的病理学技术可能需要高达20分钟，并且它们关注手术期间除去的组织，而不是留在体内的组织。”

在TBME该作者指出，理想的系统将发现具有高灵敏度的肿瘤边界，对操作时间和外科技术具有最小的影响，以直观的方式存在目前的发现，并避免使用电离辐射或专用成像环境，例如MRI机器。

由Mohs，Michael C. Mancini在Spectropath Inc.和Huming Nie与Emory University和Georgia技术学院的Shuming Nie）发明的系统结合了两种成像。外科医生控制的激光可以指导在任何感兴趣的区域。此外，具有三个摄像机的成像系统坐在外科领域上方。处理两个系统记录的图像以显示复合图像。

使用这个系统，外科医生会扫描肿瘤，然后手术确定其边界。这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。如果病变组织发现，它将被删除，并且将重复该过程直到患病组织无法再检测到。

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，莫赫斯于美国国家生物医学成像研究所获得了137万美元的研究授权，并为一个项目进行了生物工程，以优化系统并在啮齿动物中测试它。

在为期四年的项目下，Mohs的团队将基于透明质酸开发纳米粒子，其在人体中自然存在的物质。这些纳米颗粒将具有围绕红外荧光染料捕获的能力。该研究将研究侵入性导管癌，最常见的乳腺癌。

在该项目下，研究人员将重点关注优化染料的装载，确定如何激活荧光和在啮齿动物中进行研究以评估安全性以及疾病复发是否降低了疾病。

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