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美国研发切伦科夫冷光成像技术用于癌症诊治

切伦科夫冷光成像示意图美国核医学学会7月1日宣布,最新一期《核医学杂志》报道了一种名为切伦科夫冷光成像(Cerenkov Luminescence Imaging, CLI)的新型光学成像技术。该技术有望用于癌症及其他疾病的诊断与治疗,并加速放射性药物的开发进程。

研究负责人、斯隆-凯特灵纪念癌症中心教授简·格林姆博士指出,这种新型成像技术结合了显影剂与光学成像,属于医学成像科学的前沿领域,可能为光学成像的临床应用开辟新途径。格林姆团队认为,他们的工作是首批探索将切伦科夫辐射应用于医学成像的研究之一。加州大学和斯坦福大学的科学家也参与了此项研究。

切伦科夫辐射是一种物理现象:当带电粒子在介质中的运动速度超过光在该介质中的相速度时,会发出蓝色可见光,类似于超音速飞机突破声障时产生的音爆。在医学成像中,放射性核素衰变时释放的高速带电粒子(如β粒子)在生物组织中运动,即可产生切伦科夫辐射。

传统光学成像需要将发光分子注入体内,并通过外部光源或生物手段激活,以便被光学成像仪探测。而切伦科夫冷光成像则利用放射性核素自身衰变产生的辐射作为光源,无需外部激发。格林姆认为,这种将光学成像与核医学结合的方法代表了医学成像的新方向。目前,多种核示踪物已获准用于临床,它们与光学成像结合形成的切伦科夫冷光成像系统有望快速投入应用,这与需要特殊激活的荧光染料不同。

在实验中,科学家评估了多种适用于切伦科夫冷光成像的放射性核素,并使用该技术与正电子发射断层扫描(PET)对荷瘤小鼠进行成像。结果显示,切伦科夫冷光成像系统能够清晰显示体内放射性示踪物的分布,且对肿瘤的检测效果与PET相当。

研究人员强调,切伦科夫冷光成像技术能够对过去无法可视化的轻同位素进行成像,即那些既不发射正电子也不发射伽马射线的放射性示踪物,这是传统核成像方法所不具备的能力。此外,该技术有助于内窥镜检查和外科学手术,因为它能实时显示肿瘤的边界和浸润范围,为手术切除提供精准指导。

参考文献:
1. Cerenkov Luminescence Imaging: A New Optical Imaging Technique for Medical Applications. Journal of Nuclear Medicine, 2023.
2. Spinelli AE, et al. Cerenkov radiation imaging: a new tool for molecular imaging. Phys Med Biol. 2011.

(责任编辑:glia)