Tomografi pendarfluor

The Tomografi pendarfluor adalah teknik pengimejan yang digunakan terutamanya dalam diagnostik in vivo. Ini berdasarkan penggunaan pewarna pendarfluor yang berfungsi sebagai biomarker. Hari ini prosedur ini banyak digunakan dalam penyelidikan atau kajian pranatal.

Apa itu tomografi pendarfluor?

Tomografi pendarfluor mencatat dan mengukur taburan tiga dimensi biomarker pendarfluor dalam tisu biologi. Fluorofores yang disebut, iaitu bahan pendarfluor, pada mulanya menyerap sinaran elektromagnetik dalam jarak inframerah dekat. Kemudian mereka memancarkan sinaran semula dalam keadaan tenaga yang sedikit lebih rendah. Tingkah laku biomolekul ini disebut pendarfluor.

Penyerapan dan pelepasan berlaku dalam jarak gelombang antara 700 - 900 nm spektrum elektromagnetik. Polimetin kebanyakannya digunakan sebagai fluorofor. Ini adalah pewarna yang mempunyai pasangan elektron konjugasi dalam molekul dan oleh itu mampu menyerap foton untuk membangkitkan elektron. Tenaga ini dilepaskan lagi dengan pengeluaran cahaya dan penjanaan haba.

Walaupun pewarna pendarfluor bercahaya, penyebarannya di dalam badan dapat dilihat. Seperti media kontras, fluorofores digunakan dalam prosedur pengimejan lain. Mereka boleh diberikan secara intravena atau oral, bergantung pada bidang aplikasi. Tomografi pendarfluor juga sesuai digunakan dalam pencitraan molekul.

Fungsi, kesan & matlamat

Tomografi pendarfluor biasanya digunakan dalam jarak inframerah dekat kerana cahaya inframerah gelombang pendek dapat dengan mudah melewati tisu badan. Hanya air dan hemoglobin yang mampu menyerap sinaran dalam jarak panjang gelombang ini. Dalam tisu khas, hemoglobin bertanggungjawab untuk penyerapan sekitar 34 hingga 64 peratus. Oleh itu, faktor penentu prosedur ini.

Terdapat tetingkap spektrum dalam jarak 700 hingga 900 nanometer. Sinaran dari pewarna pendarfluor juga berada dalam julat panjang gelombang ini. Oleh itu, cahaya inframerah gelombang pendek dapat menembusi tisu biologi dengan baik. Penyerapan sisa dan penyebaran sinaran adalah faktor pembatas prosedur, sehingga aplikasinya tetap terhad pada jumlah tisu kecil. Pewarna pendarfluor dari kumpulan polimetin terutamanya digunakan sebagai fluorofor hari ini. Namun, kerana pewarna ini perlahan-lahan dihancurkan semasa terdedah, penggunaannya sangat terhad. Titik kuantum yang dibuat dari bahan semikonduktor adalah alternatif.

Ini adalah nanobodi, tetapi boleh mengandung selenium, arsenik dan kadmium, sehingga penggunaannya pada manusia harus dikecualikan pada prinsipnya. Protein, oligonukleotida atau peptida bertindak sebagai ligan untuk konjugasi dengan pewarna pendarfluor. Dalam kes yang luar biasa, pewarna pendarfluor bukan konjugasi juga digunakan. Pewarna pendarfluor "indocyanine green" telah digunakan sebagai medium kontras dalam angiografi pada manusia sejak tahun 1959. Biomarker pendarfluor konjugasi saat ini tidak diluluskan untuk manusia. Untuk penyelidikan aplikasi untuk tomografi pendarfluor hanya eksperimen haiwan yang dijalankan hari ini.

Biomarker pendarfluor digunakan secara intravena dan pengedaran pewarna dan pengumpulannya dalam tisu yang akan diperiksa kemudian diperiksa dengan cara yang dapat diselesaikan pada waktu. Permukaan badan haiwan diimbas dengan laser NIR. Sebuah kamera merakam sinaran yang dipancarkan oleh biomarker pendarfluor dan menggabungkan gambar menjadi filem 3D. Dengan cara ini, jalan biomarker dapat diikuti. Pada masa yang sama, isipadu tisu yang ditandakan juga dapat dicatat sehingga memungkinkan untuk menganggarkan apakah itu mungkin tisu tumor. Hari ini tomografi pendarfluor digunakan dalam pelbagai cara dalam kajian praklinikal. Kerja intensif juga dilakukan untuk kemungkinan penggunaan diagnostik manusia.

Penyelidikan memainkan peranan penting di sini untuk penerapannya dalam diagnostik kanser, terutama untuk kanser payudara. Diasumsikan bahawa mamografi pendarfluor berpotensi untuk kaedah pemeriksaan yang murah dan cepat untuk barah payudara. Seawal tahun 2000, Schering AG menghadirkan hijau indocyanine yang diubahsuai sebagai media kontras untuk proses ini. Namun, ia belum diluluskan. Aplikasi untuk mengawal aliran limfa juga dibincangkan. Bidang aplikasi lain yang berpotensi adalah penggunaan kaedah untuk penilaian risiko pada pesakit barah. Tomografi pendarfluor juga berpotensi besar untuk pengesanan awal rheumatoid arthritis.

Risiko, kesan sampingan & bahaya

Tomografi pendarfluor mempunyai beberapa kelebihan berbanding teknik pencitraan yang lain. Ini adalah prosedur yang sangat sensitif di mana bahkan jumlah fluorofor terkecil mencukupi untuk pencitraan. Sensitiviti mereka dapat dibandingkan dengan prosedur perubatan nuklear PET (tomografi pelepasan positron) dan SPECT (tomografi penghitungan pelepasan foton tunggal).

Dalam hal ini, ia lebih unggul daripada MRI (pengimejan resonans magnetik). Tambahan pula, tomografi pendarfluor adalah kaedah yang sangat murah. Ini berlaku untuk pelaburan dan operasi peralatan serta pelaksanaan penyelidikan. Selain itu, tidak ada pendedahan radiasi. Walau bagaimanapun, kelemahannya adalah bahawa kerugian penyebaran tinggi secara drastik mengurangkan resolusi spasial dengan peningkatan kedalaman badan. Oleh itu hanya permukaan tisu kecil yang boleh diperiksa. Pada manusia, organ dalaman tidak dapat direpresentasikan dengan baik pada masa ini. Namun, ada usaha untuk membatasi kesan penyerakan dengan mengembangkan kaedah selektif masa.

Foton yang berserakan dipisahkan dari satu-satunya foton yang tersebar sedikit. Proses ini belum dikembangkan sepenuhnya. Terdapat juga keperluan untuk penyelidikan lebih lanjut dalam pengembangan biomarker pendarfluor yang sesuai. Biomarker pendarfluor sebelumnya tidak diluluskan untuk manusia. Pewarna yang digunakan saat ini dipecah oleh tindakan cahaya, yang bermaksud kelemahan yang cukup besar untuk penggunaannya. Alternatif yang mungkin adalah titik kuantum yang diperbuat daripada bahan semikonduktor.Namun, kerana kandungan zat beracun seperti kadmium atau arsenik, ia tidak sesuai untuk digunakan dalam diagnostik in vivo pada manusia.