在治療癌癥的眾多方法中，最古老的，也許是最成功的方法是手術(shù)。即使隨著化學(xué)療法、放射療法和更多實(shí)驗(yàn)性療法(例如尋找和破壞癌細(xì)胞的細(xì)菌)的出現(xiàn)，癌癥通常只需要從患者體內(nèi)切除即可。
目標(biāo)是去除所有癌變組織，同時(shí)盡可能多地保留周圍的健康物質(zhì)。但由于很難在癌組織和健康組織之間劃清界限，因此外科醫(yī)生經(jīng)常會(huì)謹(jǐn)慎行事并移除健康組織以確保他們已取出所有癌組織。
當(dāng)患者患有影響骨骼的癌癥時(shí)，這尤其成問題。骨骼在手術(shù)過程中提出了獨(dú)特的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兣c其他組織相比有多堅(jiān)硬，而且它們的生長速度比其他類型的組織慢得多。
“骨頭很難長出來，所以如果你切掉骨頭，你基本上會(huì)失去它，”布倫醫(yī)學(xué)工程和電氣工程教授王麗紅說。
加州理工學(xué)院的研究人員開發(fā)的一項(xiàng)新的診斷成像技術(shù)使外科醫(yī)生能夠?qū)⑶懈罹忍岣?10 倍，從而使他們能夠保留多達(dá) 1000 倍的健康組織，并使患者更容易康復(fù)。
用于確定一塊骨頭是否含有癌細(xì)胞的傳統(tǒng)方法非常耗時(shí)。大塊骨頭被取出并送到實(shí)驗(yàn)室，在那里它的硬鈣基質(zhì)慢慢溶解，只留下活細(xì)胞。然后對(duì)剩余的材料進(jìn)行切片和成像。由于該過程可能需要 1 到 7 天才能完成，因此外科醫(yī)生在手術(shù)過程中不能依靠它來確定腫瘤周圍和附近骨骼的健康狀況，因此他們將移除比可能需要更多的骨骼——甚至更多比在可以快速活檢的較軟組織中進(jìn)行的檢查。
這種稱為實(shí)時(shí) 3D 輪廓掃描紫外光聲顯微鏡或 UV-PAM 的新成像技術(shù)旨在取代識(shí)別癌性骨組織的傳統(tǒng)方法。因?yàn)檫@個(gè)過程只需幾分鐘，它為外科醫(yī)生提供了在手術(shù)時(shí)區(qū)分健康骨和癌骨的能力。
與 Wang 開發(fā)的其他光聲成像技術(shù)一樣，UV-PAM 的工作原理是使用激光使活組織中的分子振動(dòng)。這些振動(dòng)發(fā)生在超聲波頻率下，可用于對(duì)組織和器官進(jìn)行成像，就像超聲波用于對(duì)發(fā)育中的胎兒進(jìn)行成像一樣。
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