导读:“未来,我们将会进一步完善拉曼造影剂安全性验证,以及病灶三维定位模型,并尝试结合CT、MRI等常见医学成像手段,开发拉曼多模态成像方法,将拉曼光谱技术真正推向临床。”
在满足目前各种应用需求的前提下,光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中,不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果,特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力,引领着行业发展的方向。
第十二届光谱网络会议(iCS2023)中,近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力,纷纷展示了一系列的创新成果:从仪器整机到关键部件;从系统集成到方法开发;从大型科研仪器,到用于现场的便携、手持设备;从实验室检测设备,到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果,同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流,会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展,集中展示本次光谱会凸显的创新成果,包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。
本次会议中,上海交通大学长聘教轨助理教授林俐特别分享了题为《活体透射表面增强拉曼光谱:深层病灶的无创检测与定位》的报告,引发行业极大关注。会后,我们也特别邀请了林俐教授再次给大家做深入的分享。
1、成果简介
检测体内病灶并获取其深度信息,对于临床诊疗至关重要。拉曼光谱具有实时采集和无电离辐射等优势,但传统背散射拉曼光谱不具备实现深层病灶无创实时定位潜力。我们开展了基于透射拉曼光谱的深层检测研究。成果及优势如下:
成果1:开发了超高亮度拉曼造影剂,结合表面多支化结构的金纳米花和银壳结构,利用“缝隙增强”的效应极大增强造影剂的亮度,检出限fM级别。结合大光斑激发的策略,可以在满足临床安全光照剂量要求下实现高检测深度,最高14cm;
成果2:开发了“谱峰比值法”病灶深度预测模型;结合多点检测误差校正模型、多谱峰对的非匀质组织深度预测模型和平面多点检测方法,最终完善为一套“谱峰比值法”病灶三维定位策略。
成果3:首例基于透射拉曼光谱的大鼠前哨淋巴结的无创定位和手术导航,活体实时定位误差小于1%。
2、产业化探索
未来准备将整套病灶检测方法集成为集造影剂、检测装置、定位算法为一体的拉曼病灶定位系统,最终可以将系统应用于临床肿瘤的前哨淋巴结定位手术导航。当前,高亮度造影剂已完成了中试生产,病灶的定位方法已申报专利。
该系统具备很高的应用前景,仅以前哨淋巴结活检手术为例,研报显示全球每年手术台次超1000万例,总市场规模超1000亿,手术辅助设备规模超100亿。
3、课题组未来研究计划
最看好的光谱技术仍是拉曼光谱技术。因为拉曼光谱作为一种分子指纹光谱,具有高特异性,无标记检测方法可以直接展示生物分子的特征。作为一种光学检测技术,对于人体较为无害。在未来,我们将会进一步完善拉曼造影剂安全性验证,以及病灶三维定位模型,并尝试结合CT、MRI等常见医学成像手段,开发拉曼多模态成像方法,将拉曼光谱技术真正推向临床。
4、合作意向
① 和仪器设计厂商合作,共同研发集成拉曼病灶定位系统,最终可以形成可出售的产品;
② 和研究光学重建算法以及多模态成像的老师合作,共同开发出拉曼多模态成像方法。
5、专家简介或者课题组介绍
上海交通大学生物医学工程学院拉曼医学及纳米光子学研究中心
叶坚教授,课题组PI,博士生导师,上海交通大学医学院附属瑞金医院“广慈教授”、上海交通大学医学院附属仁济医院兼职研究员、国家重点实验室PI、国家自然科学基金委优秀青年基金获得者。联系方式:yejian 78 @sjtu.edu.cn
林俐助理教授,博士生导师,上海市教委“晨光计划”学者。研究兴趣为基于光学方法的无创病灶定位和检测,包括近红外二区拉曼响应纳米探针的设计开发、深穿透拉曼光谱技术、拉曼图像重建和术中活体定位病灶。联系方式:linli92@sjtu.edu.cn
来源于:仪器信息网
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