微型分光镜查看在脑子的细胞和组织内发生的更改的仪器和软件

当在细胞的分子由光时刺激，他们通过成为回应可以由高灵敏的光学设备获取和评定的激动的和再散发的光变化的颜色 (荧光)。

现在，研究员在雪松西奈治疗中心和南加州大学开发小型化的分光镜仪器和计算机软件看一看实时在发生在脑子的细胞和组织的内生物化学，功能和结构变化。 如果技术继续继续进行如期望，神经外科医师能发光光在手术期间瞬间地诊断脑瘤，并且他们能辩明肿瘤边界与更加极大的精确度的。

早研究看上去支持这些可能性。 研究员在技术和设备他们开发了能对迅速和准确地歧视在脑瘤和正常组织之间光化学的 7月/8月问题和生物光学报告。

Glioblastoma multiforme (GBM)，脑瘤的最公用和最致命的类型，是这个研究的主题。 由于这些肿瘤迅速增长并且迅速地侵略健康组织，病人生存费率用几星期或几个月通常被测量尽管积极的处理与传统手术、化疗和辐射。 当 “图象完全”切除术是实现的 - 时剩余的肿瘤对高分辨率成象技术不是可视的 - 患者有大约 70 个星期中间生存。

但是完全删除是接近不可能的，因为肿瘤积极地渗入相邻的组织并且是不规则形与拙劣地被定义的边界。 并且，肿瘤细胞在脑子的其他部分倾向于移居设立卫星。 当外科删除比完全时的图象是较少，中间生存少于 19 个星期是。

“虽然我们的外科目标是去除同样多肿瘤尽可能没有有害的健康脑子，区分在二之间是非常困难的”，基思 L. Black， MD，神经外科医师， Maxine Dunitz 神经外科学的学院、分部神经外科学和综合脑瘤程序的负责人说。

“荧光分光学是几创新成象技术之一在开发中，并且我认为此功能的演变来在一个关键时刻，因为我们开始发现在几个治疗途径的令人鼓舞结果”，持续的博士 Black，在雪松西奈在神经科学方面拿着露丝和劳伦斯 Harvey 椅子并且是其中一个期刊文章的作者。 “荧光技术看上去提供的清晰可能提供在手术的更加极大的精确度并且帮助我们瞄准癌细胞与新，高度集中的疗法的组合”。

这个能力立即分析细胞围绕这个情况不同的新陈代谢的状态和生物化学的要素不同地散发光。 正棱镜分裂白光成颜色一个充分的光谱，于组织集中的激光在分子的属性取决于的颜色再散发。 分析在空间和时间的颜色关于分子存在和他们的相应一致的种类的情报。

“与定期解决的激光诱导荧光分光学我们评定分子在受激态坚持在返回到这种地面情况前放射的波长和时间。 这关于这个组织的化学成分的情报，关于分子和生物化学的更改，作为疾病功能阶段”，劳拉 Marcu， PhD， Biophotonics 研究和技术开发实验室的主任说雪松西奈的。

电子和生物医学工程研究员教授在 USC 的工程 Viterbi 学校， Marcu 博士处理几个 USC 研究生和博士后光学摄象装置、硬件和软件的创建的。 她与神经外科医师和研究员一道工作在 Maxine Dunitz 神经外科学的学院适应系统的临床应用中央神经系统组织和与心脏科医师合作继续处理动脉粥样硬化的分光镜检测。

根据 Marcu 博士，这个条款，研究员的第一个作者发现高级神经胶质瘤整体上描绘为更长的期限荧光放射，与那些正常组织比较。 此外，神经胶质瘤可以由有所不同在多种波长的荧光寿命区分： 神经胶质瘤荧光是长寿在某些短的波长，但是短期的在一些长波长。 分析根据荧光强度和荧光寿命的组织转换成高级诊断特异性的情报。

目前，这个分光镜系统包括一台光学仪器大约由光纤电缆连接到计算机圆珠笔的范围。 通过在这个技巧的一个透镜，探测为外科医生提供光和放大。 从氮激光器的光可以用于刺激在细胞内的分子，并且从细胞散发的光被退还到这个数据处理系统。

设备使研究小组获取在活组织的准确，可重复的评定和起还原作用对于将来的诊断技术。 Marcu，光学分光学和想象专门化的一位生物医学的工程师博士，说一定数量的技术挑战解决。

“大多更加早期的调查在我的光学表的实验室完成”，她说。 “现在我们是进入我们汇集光学手段可以去在一辆标准内窥镜的购物车上在手术室的一个新的阶段”。

在荧光分光学可能变得定期在手术室前，必须小型化和优化设备，并且必须简化被显示的信息，说 Marcu 博士。 “当前，我们查看包含关于这个组织的信息的一个计算机屏幕。 但是我们希望开发或许提供是或否答复 - 光改变肤色到显示组织是健康的，并且是害病的微型系统。 它在实时将认可这个组织的特性”。

雪松西奈的 Biophotonics 研究实验室参加与最低限度地入侵的技术学院 (MISTI) 在手术的部门内。 MISTI 带来一个科学研究组、，最低限度地所有着重发展、入侵和非侵入性的技术的测试和简介的一个潜伏期的系和一个临床研究小组到每天外科运作。

http://cedars-sinai.edu/