Miniatur-mikroskop wird id-krebszellen in echtzeit


Miniatur-mikroskop wird id-krebszellen in echtzeit

Die Identifizierung von Krebszellen ist kein schneller oder einfacher Prozess. Es kann Tage dauern, bis eine Probe behandelt, untersucht und aus einem Pathologie-Labor zurückgegeben wird. Bis jetzt ist das.

Ein neues Pen-Size-Mikroskop könnte die Diagnose revolutionieren.

Bildkredit: Dennis Wise / Universität von Washington

Ein Chirurg, der auf einem Hirntumor arbeitet, will kein Gewebe mehr entfernen als es notwendig ist. Die Konsequenzen der Entfernung zu viel Hirn Materie kann schwerwiegend sein.

Ebenso ist der Chirurg begierig, die Gesamtheit des Krebswachstums zu entfernen; Die Konsequenzen des Verlassens eines Krebsrückstandes sind gleichermaßen schwerwiegend.

Wie es steht, kann dieser Balanceakt nur mit den Sinnen des Chirurgen verwaltet werden. Er muss das Gebiet palpieren und es visuell auf verbleibende Zellen untersuchen.

Um vollständig und endgültig zu ermitteln, ob eine Zelle Krebs ist, muss eine Probe an ein Pathologie-Labor geschickt werden. Dort wird die Probe eingefroren, in Scheiben geschnitten, gefärbt und montiert. Erst dann wird es von einem Pathologen überprüft, bevor die Ergebnisse zurückgeschickt werden.

Der ganze Prozess kann Tage dauern. Ein Chirurg kann den Schädel eines Patienten für die Zeit nicht mehr in die Luft bringen.

Die Geburt des Mini-Mikroskops

Eine bahnbrechende Erfindung, die das Potenzial hat, uns von diesem Wartespiel zu befreien, wird derzeit von der University of Washington perfektioniert. Die Vorrichtung, die nicht viel größer als ein Stift ist, erlaubt den Chirurgen, ihren Patienten auf zellulärer Ebene zu beobachten, dort und dann.

Dieses unglaubliche Mini-Mikroskop wird in Zusammenarbeit mit der Stanford University, dem Memorial Sloan Kettering Cancer Center und dem Barrow Neurological Institute entwickelt. Die laufende Arbeit wurde vor kurzem veröffentlicht Biomedizinische Optik Express .

Lead-Autor Jonathan Liu erklärt die offensichtlichen Vorteile für den Chirurgen:

In der Lage zu zoomen und sehen auf der zellulären Ebene während der Operation würde wirklich helfen, um genau zu unterscheiden zwischen Tumor und normalen Gewebe und Verbesserung der Patienten Ergebnisse."

Es ist nicht nur in der Domäne des Neurochirurgen, dass dieser technologische Fortschritt nützlich sein könnte. Zahnärzte stoßen routinemäßig auf eine verdächtige oder unerwartete Läsion im Mund eines Patienten. In diesen Situationen ist es wichtig, auf der Seite der Vorsicht zu irren, das Gewebe zu befreien und es zur Analyse zu schicken.

Diese Patienten sind Verfahren unterworfen, die mehr als oft nicht als unnötig erweisen; Dies setzt auch einen zusätzlichen Druck auf Pathologie-Labore.

Ein Miniaturmikroskop könnte die Notwendigkeit für viele überflüssige Verfahren entfernen; In dermatologischen Kliniken, zum Beispiel könnte es verwendet werden, um schnell zu definieren, welche Mole weitere Untersuchungen erfordern.

Die Technologie hinter dem neuen Mikroskop

Die kleinsten derzeit verfügbaren Mikroskope sind etwa die Größe eines Fönes. Bisherige Bemühungen zur Miniaturisierung waren zum Nachteil einiger Aspekte der Bildqualität, ob Gesichtsfeld, Kontrast oder Verarbeitungsgeschwindigkeit.

Wenn es darum geht, diese Kompromisse auszugleichen, fühlt sich Liu "wie dieses Gerät eine der besten Jobs überhaupt". Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für das neue Mikroskop:

Die Folien auf der linken Seite zeigen Proben der Miniatur-Mikroskop-Echtzeit-Bilder, verglichen mit den Ergebnissen eines mehrtägigen, klinischen Pathologie-Labors auf der rechten Seite.

Bildnachweis: Universität von Washington

Das Mikroskop führt seine Magie mit einer doppelachsigen konfokalen Mikroskopie aus. Diese Technologie ermöglicht es dem Bediener, durch undurchsichtiges Gewebe bis zu 0,5 mm tief zu sehen. Liu erklärt die Herausforderungen des Sehens in dieser Tiefe:

Der Versuch, unter der Oberfläche des Gewebes zu sehen, ist wie das Versuchen, in einem dicken Nebel mit Ihren hohen Balken an zu fahren - Sie können wirklich nicht viel vor Ihnen sehen. Aber es gibt Tricks, die wir spielen können, um tiefer in den Nebel zu sehen, wie ein Nebellicht, das aus einem anderen Blickwinkel aufleuchtet und die Blendung reduziert."

In der Standardmikroskopie muss eine physische Scheibe eines Gewebes genommen werden. Die konfokale Mikroskopie, die erstmals 1955 entwickelt wurde, ermöglicht es den Wissenschaftlern, eine virtuelle Scheibe mit vielen Mikrometern Tiefe zu schaffen. Es hat den zusätzlichen Vorteil, dem resultierenden Bild eine erhöhte Tiefe zu verleihen.

Eine Technologie namens "line scanning" wird auch genutzt, um die Bildverarbeitung zu beschleunigen. Bei Verwendung von mikro-elektrisch-mechanischen (MEMS) -Fildern scannt der Strahl das Gewebe Linienlinie und baut ein Bild auf. Geschwindigkeit ist von wesentlicher Bedeutung mit einem Handheld-Gerät, mit einem weniger als stationären Operator, Unschärfe ist ein offensichtliches Anliegen.

Zunächst wird das Mikroskop als Krebs-Screening-Tool getestet werden; Das Team hofft, dass innerhalb von 2-4 Jahren wird es auf andere klinische Einstellungen freigegeben werden. Wenn es in einem breiten Maßstab herausgerollt wird, wird dieses miniaturisierte Mikroskop eine Verringerung der unnötigen medizinischen Verfahren und eine höhere Erfolgsrate bei der Tumorentfernungsoperation sehen.

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