Næste generations kamera kan bedre lokalisere tumorer

Et par år siden, Edoardo Charbon, en EPFL -professor og leder af Advanced Quantum Architecture Laboratory, afslørede en ny, ultra-high-power kamera kaldet Swiss SPAD2. Hans enhed var den første til at kunne fange og tælle den allermindste form for lyspartikel:fotonet. Det kan også generere 3D -billeder og beregne dybdeskarphed ved at måle den tid, det tager for en foton at rejse fra kameraet til et objekt.

Siden da, Charbon har justeret sin opfindelse endnu mere. Han sendte den til en kollega ved Dartmouth College i New Hampshire, så de kunne arbejde sammen om teknologien. Ved at samle deres indsats, de var i stand til at fotografere, identificere og lokalisere tumorer i humant væv.

Deres metode indebærer at projicere rødt lys på et område med sygt væv med en laser, mens kameraet samtidigt tager et billede af området. "Rød er en farve, der kan trænge dybt ned i menneskeligt væv, "siger Charbon. Vævet injiceres også med et fluorescerende kontrastmiddel, der kun fastgøres til tumorceller.

En forsinkelse på mindre end et nanosekund

Når partiklerne i rødt lys når en tumor, de opfører sig lidt anderledes, end når de passerer gennem sundt væv. Mere specifikt, det tager længere tid at vende tilbage til det punkt, de blev sendt fra. Og det er denne tidsforskel, der giver forskere den information, de har brug for for at rekonstruere tumoren. "Forsinkelsen er mindre end et nanosekund, men det er nok til, at vi kan generere et 2D- eller 3D -billede, "siger Charbon. Takket være denne tilgang, deres nye system kan nøjagtigt identificere en tumors form, herunder dens tykkelse, og lokaliser det i en patients krop. Tidsforsinkelsen skyldes, at når rødt lys kommer i kontakt med en tumor, den mister noget af sin energi. "Jo dybere ind i en svulst, lyset bevæger sig, jo mere tid vil det tage at vende tilbage. Det giver os mulighed for at konstruere et billede i tre dimensioner, "siger Charbon. Indtil nu har forskere har måttet vælge mellem at identificere en tumors dybde eller dens placering. Men med denne nye teknologi, de kan have begge dele.

I dag, kirurger kan bruge MR til at lokalisere en tumor - men opgaven bliver meget sværere, når de først er på operationsstuen. Charbons teknologi sigter mod at hjælpe kirurger med den sarte opgave at fjerne en tumor. "De billeder, der genereres af vores system, vil lade dem sikre sig, at de har fjernet alt kræftvævet, og at der ikke er små stykker tilbage, "siger Claudio Bruschini, en videnskabsmand i Charbons laboratorium. Forskningen blev for nylig offentliggjort i Optica og kan også bruges til medicinsk billeddannelse, mikroskopi og metrologi.