微型分光鏡查看在腦子的細胞和組織內發生的更改的儀器和軟件

當在細胞的分子由光時刺激，他們通過成為回應可以由高靈敏的光學設備獲取和評定的激動的和再散發的光變化的顏色 (熒光)。

現在，研究員在雪松西奈治療中心和南加州大學開發小型化的分光鏡儀器和計算機軟件看一看實時在發生在腦子的細胞和組織的內生物化學，功能和結構變化。 如果技術繼續繼續進行如期望，神經外科醫師能發光光在手術期間瞬間地診斷腦瘤，并且他們能辯明腫瘤邊界與更加極大的精確度的。

早研究看上去支持這些可能性。 研究員在技術和設備他們開發了能對迅速和準確地歧視在腦瘤和正常組織之間光化學的 7月/8月問題和生物光學報告。

Glioblastoma multiforme (GBM)，腦瘤的最公用和最致命的類型，是這個研究的主題。 由於這些腫瘤迅速增長并且迅速地侵略健康組織，病人生存費率用幾星期或幾個月通常被測量儘管積極的處理與傳統手術、化療和輻射。 當 「圖像完全」切除術是實現的 - 時剩餘的腫瘤對高分辨率成像技術不是可視的 - 患者有大約 70 個星期中間生存。

但是完全刪除是接近不可能的，因為腫瘤積極地滲入相鄰的組織并且是不規則形與拙劣地被定義的邊界。 並且，腫瘤細胞在腦子的其他部分傾向於移居設立衛星。 當外科刪除比完全時的圖像是較少，中間生存少於 19 個星期是。

「雖然我們的外科目標是去除同樣多腫瘤儘可能沒有有害的健康腦子，區分在二之間是非常困難的」，基思 L. Black， MD，神經外科醫師， Maxine Dunitz 神經外科學的學院、分部神經外科學和綜合腦瘤程序的負責人說。

「熒光分光學是幾創新成像技術之一在開發中，并且我認為此功能的演變來在一個關鍵時刻，因為我們開始發現在幾個治療途徑的令人鼓舞結果」，持續的博士 Black，在雪松西奈在神經科學方面拿著露絲和勞倫斯 Harvey 椅子并且是其中一個期刊文章的作者。 「熒光技術看上去提供的清晰可能提供在手術的更加極大的精確度並且幫助我們瞄準癌細胞與新，高度集中的療法的組合」。

這個能力立即分析細胞圍繞這個情況不同的新陳代謝的狀態和生物化學的要素不同地散發光。 正棱鏡分裂白光成顏色一個充分的光譜，於組織集中的激光在分子的屬性取決於的顏色再散發。 分析在空間和時間的顏色關於分子存在和他們的相應一致的種類的情報。

「與定期解決的激光誘導熒光分光學我們評定分子在受激態堅持在返回到這種地面情況前放射的波長和時間。 這關於這個組織的化學成分的情報，關於分子和生物化學的更改，作為疾病功能階段」，勞拉 Marcu， PhD， Biophotonics 研究和技術開發實驗室的主任說雪松西奈的。

電子和生物醫學工程研究員教授在 USC 的工程 Viterbi 學校， Marcu 博士處理幾個 USC 研究生和博士後光學攝像裝置、硬件和軟件的創建的。 她與神經外科醫師和研究員一道工作在 Maxine Dunitz 神經外科學的學院適應系統的臨床應用中央神經系統組織和與心臟科醫師合作繼續處理動脈粥樣硬化的分光鏡檢測。

根據 Marcu 博士，這個條款，研究員的第一個作者發現高級神經膠質瘤整體上描繪為更長的期限熒光放射，與那些正常組織比較。 此外，神經膠質瘤可以由有所不同在多種波長的熒光壽命區分： 神經膠質瘤熒光是長壽在某些短的波長，但是短期的在一些長波長。 分析根據熒光強度和熒光壽命的組織轉換成高級診斷特異性的情報。

目前，這個分光鏡系統包括一臺光學儀器大約由光纖電纜連接到計算機圓珠筆的範圍。 通過在這個技巧的一個透鏡，探測為外科醫生提供光和放大。 從氮激光器的光可以用於刺激在細胞內的分子，并且從細胞散發的光被退還到這個數據處理系統。

設備使研究小組獲取在活組織的準確，可重複的評定和起還原作用對於將來的診斷技術。 Marcu，光學分光學和想像專門化的一位生物醫學的工程師博士，說一定數量的技術挑戰解決。

「大多更加早期的調查在我的光學表的實驗室完成」，她說。 「現在我們是進入我們彙集光學手段可以去在一輛標準內窺鏡的購物車上在手術室的一個新的階段」。

在熒光分光學可能變得定期在手術室前，必須小型化和優化設備，并且必須簡化被顯示的信息，說 Marcu 博士。 「當前，我們查看包含關於這個組織的信息的一個計算機屏幕。 但是我們希望開發或許提供是或否答復 - 光改變膚色到顯示組織是健康的，并且是害病的微型系統。 它在實時將認可這個組織的特性」。

雪松西奈的 Biophotonics 研究實驗室參加與最低限度地入侵的技術學院 (MISTI) 在手術的部門內。 MISTI 帶來一個科學研究組、，最低限度地所有著重發展、入侵和非侵入性的技術的測試和簡介的一個潛伏期的系和一個臨床研究小組到每天外科運作。

http://cedars-sinai.edu/