【醫療科技】高速3D顯微鏡 可實時捕捉活組織圖像

18:00 2022/05/02

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活檢的過程頗為費時,通常需數天時間才能獲得診斷消息,而且切割組織也有機會對人體造成傷害。(CUMC提供)

傳統的腫瘤化驗過程,是先進行俗稱「活檢」的活體組織切片檢查(Biopsy),即透過切片形式,抽取身體部分組織或細胞,再利用顯微鏡觀察檢驗,以分辨良性和惡性腫瘤。有醫學團隊研發出高速3D顯微鏡技術,在無需抽取任何人體組織的情況下,就能即時看到細胞的情況,從以指導外科醫生對腫瘤及其邊界進行更精確的判斷。

許多醫療程序,特別是癌症的篩查,醫生通常都會進行活檢切出小塊組織,以便能夠用顯微鏡仔細觀察它們。這方法對現代醫學起到相當重要作用,但其處理方式在百多年來也沒有改變,人體組織被切割、固定、嵌入、切片、染色、放置在玻璃片上,並由病理學家進行顯微鏡觀察。

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然而,活檢的過程頗為費時,通常需數天時間才能獲得診斷消息,而且切割組織也有機會對人體造成傷害。由哥倫比亞大學生物醫學(CUMC)工程和放射學教授Elizabeth Hillman率領的醫學團隊,研發出一種名為MediSCAPE的高速3D 顯微鏡技術,可以以極高速度對生物組織結構進行實時3D成像,而且過程無需進行任何切割。

3D成像速度    較已有技術快逾10倍

有別於傳統光片顯微鏡使用兩塊鏡片,MediSCAPE採用更簡單的單鏡片成像幾何結構(single-objective imaging geometry),而且沒有活體樣本固定位置的限制,能夠自由移動樣本進行3D成像。而相比已有的3D成像技術,MediSCAPE能提供比激光掃描共聚焦技術( laser scanning confocal)、雙光子(two-photon)和光片顯微鏡(light-sheet microscopy)快10到100倍的3D成像速度。

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Elizabeth Hillman表示:「MediSCAPE可讓醫生即時反饋他們正在查看的人體組織類型,而無需漫長的等待。透過實時影像,醫生能對腫瘤進行多角度掃瞄以了解更詳細狀況,從而得知如何能以最精準的方式切除腫瘤,而不會留下任何手尾。」

該醫學團隊強調,透過使用MediSCAPE能獲得比活檢更多訊息。他們發現,不但可以看到實時通過組織的血液流動情況,甚至能看到缺血(ischemia)和再灌注(reperfusion)的細胞水平效應。

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責任編輯:陳卓賢

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