激光显微活检是一种微创提取组织样本的方法

活组织检查是包括癌症在内的多种疾病最广泛使用的诊断程序之一。今天，黄金标准是机械提取组织切片，切成薄片，用苏木精和伊红(H&E)染色，使细胞的细胞核和细胞质更容易在显微镜下看到。虽然这种方法在临床实践中已经很好地建立起来，但它有几个缺点，需要开发替代程序。

最近发表在生物医学光学杂志由德克萨斯大学奥斯汀分校的詹姆斯·w·Tunnell和加州大学欧文分校的托马斯·e·米尔纳领导的研究小组开发了一种革命性的技术激光基于的方法进行显微活检。他们的方法包括使用浓缩激光束从辐照组织中喷射出少量细胞，将它们收集到玻片上，并使用称为虚拟H&E的染色程序。

“传统的病理工作流程存在局限性，包括活检的侵入性和复杂且耗时的组织处理;该研究的第一作者、德克萨斯大学奥斯汀分校的杰森·b·金(Jason B. King)说:“我们基于激光显微活检和虚拟H&E成像的方案显示出了作为一种快速、微创活检和诊断工具的前景。”

这种新型显微活检技术的主要机制是激光烧蚀．这是一种现象，激光脉冲的聚焦能量被目标通过一个小的表面体积吸收，导致物质迅速加热并被喷射出去。虽然激光烧蚀在机械加工和材料制造中应用更广泛，但研究人员试图以与组织提取和分析兼容的方式使用这一原理。

为了实现这一目标，该团队必须克服几个障碍。首先，他们必须设计光学装置并优化激光束的能量和轮廓。仅使用市售设备和fda批准的Ho:YAG激光器，研究人员构建了一个桌面激光显微活检系统，可以方便地在临床环境中使用。

通过理论和实验仔细分析了光束轮廓的特征后，他们对整个激光显微活检过程进行了全面的计算模拟。这为激光束如何与组织相互作用提供了有价值的见解，并允许他们在进行实际实验之前选择最佳参数。

一旦原型准备好并配置好，研究人员就使用该系统从猪皮肤和肾脏中提取极小体积的组织(低于微升范围)。他们给这些染色组织样本虚拟H&E，并用共聚焦显微镜进行分析。

该方案的一个重要方面是，研究人员用低温喷雾喷洒目标组织区域和玻片，以限制消融过程造成的热损伤程度。这被证明是获得高质量样品的必要条件。

实验的总体结果非常有希望，因为大多数样本组织没有热损伤。提取量足够低，可以进行微创，但足以进行虚拟H&E分析，以及其他分析技术，如传统的H&E和蛋白质或基因检测方法。这意味着患者可以进行数十次激光显微活检，而不会造成与标准活检一样大的伤害。

另一个显著的优势是，整个组织提取和虚拟H&E分析方案可以在短短几分钟内完成，而传统组织处理的标准活组织检查需要半小时甚至几天。最重要的是，不需要训练有素的技术人员，也不需要昂贵的共聚焦显微镜以外的显微镜设备。

这些特性使所提出的激光显微活检系统成为一个有吸引力的首次通过筛选工具，以确定是否需要进行全面的活检。研究小组还认为，这种方法可以用于手术中，从脆弱的结构和器官中取样组织，同时尽可能多地保存健康组织。通过进一步改进系统的光学和尺寸，这可能成为可能。