Wanneer de molecules in cellen door licht worden bevorderd, antwoorden zij door het worden opgewekt en re-uitzendt licht van variërende kleuren (fluorescentie) die kunnen door hoogst gevoelige optische apparatuur worden gevangen en worden gemeten.
Nu, ontwikkelen de onderzoekers bij Medisch Centrum ceder-Sinai en de Universiteit van Zuidelijk Californië verkleinde spectroscopische instrumenten en computersoftware om een blik in real time bij biochemische, functionele en structurele veranderingen te nemen die binnen de cellen en het weefsel van de hersenen voorkomen. Als de technologie blijft vorderen zoals voorzien, zullen de neurochirurgen een licht tijdens chirurgie kunnen glanzen om hersenentumors ogenblikkelijk te diagnostiseren en zij zullen de grenzen van tumors met grotere precisie kunnen onderscheiden dan ooit.
De Vroege studies schijnen om deze mogelijkheden te steunen. De onderzoekers rapporteren in de kwestie van Juli/van Augustus van Fotochemie en Photobiology dat de technieken en het apparaat dat zij zich aan snel en nauwkeurig onderscheiden tussen hersenentumor en normaal weefsel kunnen hebben ontwikkeld.
Glioblastoma multiforme (GBM), het gemeenschappelijkste en dodelijke type van hersenentumor, waren het onderwerp van de studie. Omdat deze tumors kweken en snel gezond weefsel snel binnenvallen, worden de geduldige overlevingstarieven gewoonlijk gemeten in weken of maanden ondanks agressieve behandeling met traditionele chirurgie, chemotherapie en straling. Wanneer de „beeld volledige“ resectie wordt verwezenlijkt - geen resterende tumor is zichtbaar met high-resolution weergavetechnieken - de patiënten hebben een middenoverleving van ongeveer 70 weken.
Maar de volledige verwijdering is bijna onmogelijk omdat de tumors agressief naburig weefsel infiltreren en onregelmatig gevormd met slecht bepaalde grenzen zijn. Ook, neigen de tumorcellen weg migreren om satellieten in andere delen van de hersenen te vestigen. Wanneer de chirurgische verwijdering minder dan volledig beeld is, is de middenoverleving minder dan 19 weken.
„Hoewel ons chirurgisch doel zoveel mogelijk tumor te verwijderen zonder gezonde hersenen te beschadigen is, is het onderscheid maken tussen twee uiterst moeilijke,“ bovengenoemde Keith L. Black, M.D., neurochirurg, directeur van het Neurochirurgische Instituut van Maxine Dunitz, de Afdeling van Neurochirurgie en het Uitvoerige Programma van de Tumor van Hersenen.
De „spectroscopie van de Fluorescentie is één van verscheidene innovatieve weergavetechnieken in ontwikkeling, en Ik denk de evolutie van dit vermogen in een kritieke tijd omdat wij beginnen het aanmoedigen van resultaten in verscheidene therapeutische benaderingen te zien,“ voortzette Dr. Black komt, dat de Stoel van Ruth en van Lawrence Harvey in Neurologie in ceder-Sinai houdt en één van de auteurs van het dagboekartikel is. De „duidelijkheid dat de fluorescentietechnologie schijnt aan te bieden kan grotere precisie in chirurgie verstrekken en ook ons helpen kankercellen richten met een combinatie van nieuwe, hoogst geconcentreerde therapie.“
De capaciteit cellen onmiddellijk om te analyseren draait rond het feit dat de verschillende metabolische staten en de biochemische componenten licht verschillend uitzenden. Enkel aangezien een prisma wit licht in een volledig spectrum van kleur verdeelt, concentreerde het laserlicht dat op weefsel wordt re-uitgezonden in kleuren door de eigenschappen van de molecules worden bepaald. Het Analyseren van de kleuren in ruimte en tijd verstrekt informatie over de soorten moleculesheden en hun bouw.
„Met de tijd-vastbesloten laser-induced fluorescentiespectroscopie meten wij zowel de golflengte van de emissie als de tijd dat de molecules in de opgewekte staat alvorens op de grondstaat terug te komen blijven. Dit verstrekt informatie over de chemische samenstelling van het weefsel, over moleculaire en biochemische veranderingen, als functie van de stadia van ziekte,“ bovengenoemde Laura Marcu, Doctoraat, directeur van het het Onderzoek Biophotonics en Laboratorium van de Ontwikkeling van de Technologie in ceder-Sinai.
Een onderzoek verwante professor van elektro en biomedische techniek op de School Viterbi van USC van Techniek, Dr. Marcu leidt verscheidene gediplomeerde studenten USC en post-doctorale kameraden in de verwezenlijking van de optische weergaveapparaten, de hardware en de software. Zij werkt samen met de neurochirurgen en de onderzoekers bij het Neurochirurgische Instituut van Maxine Dunitz om de klinische toepassingen van het systeem aan centrale zenuwstelselweefsel aan te passen, en werkt met cardiologen samen om spectroscopische opsporing van atherosclerose na te streven.