2021 年 8 月 26 日消息,丹麦 KONGENS LYNGBY, 一个名为 PROSCOPE 的国际研究小组开发了一种多模态光学成像系统,能够在早期检测肠癌。该系统旨在安装到内窥镜上,使临床医生能够放大为检查而识别的肠道区域,以创建细节丰富的 3D 图像。


该系统可以在相机中使用传统白光进行观察,然后切换到更先进的光子和光学成像技术,以实现微观和分子水平的观察;此时,可以对组织进行进一步分析。

研究小组开发了一种新的3D成像系统,实现肠癌的早期检测

为了提高空间分辨率、穿透深度和分子灵敏度,该团队结合了光学相干断层扫描 (OCT)、多光子显微镜和拉曼光谱。


该技术不是将传统的相机插入肠道,然后通过手术切除生长以进行检查和分析,而是通过更详细地观察组织,帮助临床医生避免不必要的侵入性活检。传统上,肠癌是通过结肠镜检查发现的。然而,该方法可能会遗漏多达 20% 的癌前细胞。该过程使用传统相机在肠道内成像,然后通过手术切除生长物以进行检查和分析。


该团队开发的成像系统能够通过对生长进行体内分析来消除手术步骤。


诊断肠癌对临床医生来说可能是一个困难的过程:在检查息肉时——沿着结肠脊形成的细胞簇,可能会继续发展成癌症——医生有时可能会错过癌前病变。当息肉直径小于 10 毫米、数量多或外观扁平时,它们通常与较高的漏检率相关。


“很难将锯齿状病变与增生性息肉区分开来,”来自丹麦技术大学的项目协调员彼得安德森说。


安德森将这个概念描述为结肠镜检查的“谷歌地球”。


“我们从国家地图开始,然后放大到一个城镇,然后是一条街道,然后是一座建筑物。同样,我们的成像程序从传统的白光开始,以识别临床医生想要进一步检查的可疑区域,”安德森说。“接下来,我们可以首先使用 OCT 放大病变的深度,然后使用多光子显微镜获取代谢信息,最后使用拉曼光谱获取分子信息(几乎是癌细胞的分子指纹)以评估可疑病变。”


癌细胞比与其相邻的非癌细胞具有更高的新陈代谢。这意味着可疑病变周围的血流量和血管生长较高。


“一旦在细胞长度尺度上放大病变,我们就可以测量血流、代谢和分子特异性信息,以细胞分辨率识别癌性病变,”安德森说:“我们的技术首次在结肠检查中成为一种一体化设备,最重要的是,它是无标签的,这意味着我们不必向患者注射染料或生物标志物来标记可疑的东西。”

研究小组开发了一种新的3D成像系统,实现肠癌的早期检测

根据安德森的说法,由于工具不方便以及教育或意识不足,只有 14% 的欧盟人口参与了筛查计划。 PROSCOPE 项目将于 2024 年结束,未来将在维也纳医科大学的诊所进行试验。


根据研究和创新行动资助计划,这个为期四年的项目从地平线 2020 获得了 600 万欧元(701 万美元)的赠款。


该项目由丹麦技术大学协调,与维也纳医科大学、圣安德鲁斯大学、M-Squared Lasers、弗莱堡大学、Grintech、Ovesco Endoscopy 和德国标准化研究所的合作伙伴合作。



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