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不染色?不费力:太赫兹波为没染色的早期乳腺癌组织成像
发布时间:2020-11-02 08:52:56 阅读:109

来源:日本大版大学;电子科技大学红外毫米波与太赫兹研究院 黄勇 编译

在非线性晶体上制备的乳腺癌组织的测量示意图。来源:大阪大学

    大阪大学的一个研究团队与波尔多大学和法国Bergonié研究所合作,成功地对未着色、厚度低于0.5mm的早期乳腺癌组织进行了太赫兹成像。这种早期乳腺癌组织通过病理学诊断是很难识别的。他们的工作为各类癌症的高速精准的现场诊断提供了一个突破口,同时也加快了新型太赫兹诊断设备的发展。

    乳腺癌大致被分为两类:浸润性和非浸润性。前者称为浸润性导管癌,它开始于乳腺导管,在演变过程中逐渐穿过导管壁并进入到周围的乳腺组织中,潜在地扩散到身体的其他部位。后者被称为导管原位癌,是一种在导管壁附近的早期小型乳腺癌,但是它会朝着浸润性癌症的方向发展。因此,导管原位癌的早期诊断也是至关重要的。

    在癌症的病理学诊断中,组织样品会被进行化学染色,然后病理学家通过对已染色的组织成像从而做出诊断。然而,染色的过程十分耗时,还由于恶性的浸润性导管癌(IDC)组织和导管原位癌(DCIS)组织极其相似,因而采用这种方法很难将它们分辨出来。

    太赫兹成像能在不染色和辐射暴露的情况下从正常组织中分辨出癌变组织。但是,由于太赫兹成像的衍射极限,其空间分辨率只有几毫米。所以通过它去识别出单个的导管原位病变(通常只有50-500um的范围)是比较困难的。

未染色组织(顶图)的太赫兹成像图和相同组织经过苏木精-伊红染色(H&E)后的成像图对比。在染色的成像图中,导管原位癌和浸润性导管癌的隔室用红蓝虚线标出。来源:大阪大学。

    “为了克服上述缺点,我们采用了一种独特的成像技术,太赫兹光源在非线性晶体上的激光照射点的局部被产生,并直接与乳腺癌组织样品相互作用。随后,我们成功地清晰显示了厚度低于0.5mm的单个导管原位癌病变的图像。”第一作者Kosuke Okada说到。这种技术的准确度比使用传统太赫兹波的技术高出1000倍左右。

    与此同时,研究人员们还发现在导管原位癌(DCIS)和浸润性导管癌(IDC)处的太赫兹强度分布存在差异,这表明恶行肿瘤的定向测量将可能实现。

    实验中所用的乳腺癌组织样品由波尔多大学和法国Bergonié研究所提供和进行组织学上地评估。通讯作者Masayoshi Tonouchi说:“这项研究的其中一个挑战便是提供制备于非线性晶体上的高质量的乳腺癌组织样品,这是国际合作研究的一个伟大成就。把我们的技术与机器学习结合将促进癌症的早期诊断和恶行肿瘤的检测,并促进采用微电子系统的太赫兹诊断设备的发展。”

 
 

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