研究目的
开发一种高灵敏度内窥镜切伦科夫发光成像(ECLI)系统,用于检测深部肿瘤并指导体内肿瘤切除,尤其针对肝细胞癌(HCC)。
研究成果
开发的具有双模冷却功能的ECLI系统实现了高空间分辨率(62.5微米)和灵敏度(6.29×10^-2 kBq/μl 18F-FDG),能有效检测并引导小鼠模型中深部肿瘤的切除。该系统在采用新型纳米探针的精准肿瘤手术和光学成像临床应用方面展现出前景,但时空分辨率和生物相容性仍需进一步改进。
研究不足
该系统可能受到活体器官和组织运动的影响,从而降低时间分辨率。使用18F-FDG的能量较其他放射性核素更低,可能限制灵敏度。临床转化需进一步优化以适用于人体,包括材料的生物相容性及设备连接的改进。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用临床腹腔镜和双模式冷却的电子倍增CCD(EMCCD)设计了ECLI系统以提高灵敏度。方法包括体外特性评估(视场角、畸变、分辨率、线性度、灵敏度)和小鼠模型的体内成像。
2:样本选择与数据来源:
使用HepG2-Red-Fluc细胞建立皮下和原位肝癌小鼠模型(各n=6)。数据来源包括ECLI系统的光学图像及用于对比的IVIS系统图像。
3:实验设备与材料清单:
EMCCD(DU888+,Andor)、腹腔镜(WA53000A,Olympus)、校准靶(NT58-403,Edmund Optics)、1951年美国空军分辨率测试板、Eppendorf管、18F-FDG放射性药物、细胞培养材料(DMEM、FBS、青霉素)、基质胶、麻醉剂(戊巴比妥钠、异氟烷)。
4:实验流程与操作步骤:
系统设置冷却至-95°C,参数设定,动物麻醉,置于平台,在暗室中采集图像。体外研究对含18F-FDG的仿体和EP管成像;体内研究注射18F-FDG,40分钟后成像并引导切除。
5:数据分析方法:
使用Prism软件进行统计分析(均值±标准差),通过感兴趣区域(ROI)分析计算信号强度和肿瘤/正常组织比(TNR),线性回归分析相关性,中值滤波降噪。
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获取完整内容-
EMCCD
DU888+
Andor
Amplify weak Cerenkov luminescence signals for imaging
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Laparoscope
WA53000A
Olympus
Provide high-resolution imaging with 0° direction and 10 mm diameter for large FOV
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Calibration Target
NT58-403
Edmund Optics
Evaluate geometric distortion and FOV of the ECLI system
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Resolution Test Board
1951 USAF
Evaluate spatial resolution of the ECLI system
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IVIS System
IVIS 200
Caliper Life Sciences
Acquire non-invasive Cerenkov luminescence images for comparison
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