研究团队利用皮下荧光激光雷达成像,精准定位肿瘤的位置和大小

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近日,由瑞士EPFL研究实验室和美国达特茅斯学院组成的研究团队在他们的一个合作项目上获得了重要进展。该团队开发出一个摄像头平台,上面搭载的SPAD传感器可以实现生物组织的表皮下荧光激光雷达成像。

据Optica报道,该新平台能够定位和量化严重散射介质中荧光分子的浓度,且具有亚毫米深度的准确性,对肿瘤和其他疾病的成像有巨大的潜在价值。

这一突破建立在EPFL研究所之前研发出来的SwissSAPD2传感器的基础上。SwissSAPD2可以通过其512×512单个SPAD像素的架构和专门的时间门控系统,轻松实现低成本、高达皮秒分辨率的荧光成像。

EPFL和达特茅斯学院现在已经将该探测器应用于一个荧光激光雷达平台,用相同的传感器记录从635nm的生物组织收集的荧光和漫反射图像。

通常,遇到肿瘤的光子在返回探测器的过程中会被延迟,这个时间差内就可以重建肿瘤的图像。据EPFL的Edoardo Charbon介绍:“延迟不到一纳秒,但这足以让我们生成图像。”“而且光线进入肿瘤越深,返回肿瘤所需的时间就越长。这使我们能够清晰地构建三维图像。”

根据项目团队的说法,他们在头颈部肿瘤上选择性标记了合适的标记物,依此展开的体内荧光激光雷达试验,证明了该平台在临床情况下检测皮摩尔荧光团浓度的可行性。最终,这项技术可以帮助外科医生在切除恶性肿瘤时,更好地去执行识别肿瘤边缘这一至关重要的任务。

“以往,科学家们不得不在确定肿瘤的深度和位置之间做出衡量和取舍,”EPFL指出,“但有了这项新技术,他们可以两者兼得。”

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