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Nature子刊:美学者利用3D显微镜完成肿瘤手术样本完整活检

摘要 : 2017年6月26日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Biomedical Engineering》杂志在线发表了美国华盛顿大学Jonathan T. C. Liu研究员第一篇研究论文,研究组利用改进的显微镜,实现了对肿瘤手术后完整切除的大型组织的快速成像。

2017年6月26日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Biomedical Engineering》杂志在线发表了美国华盛顿大学Jonathan T. C. Liu研究员第一篇研究论文,研究组利用改进的显微镜,实现了对肿瘤手术后完整切除的大型组织的快速成像。运用这种新方法,临床病理学家能在数分钟内获得整个样本的三维可视化图像,从而提高诊断准确性。

医学上,肿瘤病理诊断需要研究疾病发生的原因、发病机制,以及疾病过程中患病机体的形态结构等等,从而为疾病的诊断、治疗、预防提供必要的实践依据。这是目前肿瘤科各种检查方法中最可靠的“金标准”,是疾病的最终诊断。常规的做法是,通过手术取出组织样本后,病理学家首先会通过化学固定保留其结构;然后将组织切成薄片,放置在载玻片上;再用染料染色,在显微镜下进行组织学检查以诊断疾病。

但这一传统过程十分费时费力,在一个样本中,实际上只有几个组织切片得到了显微镜分析,其能为诊断提供的信息也就很有限。研究人员一直尝试突破这一瓶颈,因为这会显著影响临床医生正确做出决定的能力,从而导致病理分型错误。

此次,Jonathan T. C. Liu及同事优化了扫描样本切片的荧光显微镜,使手术样本可在数分钟内成像,且无需对样本进行处理。这种三维显微成像技术是利用光学层析技术获取样本三维图像的光学显微成像方法。研究团队的结果表明,显微镜可快速识别肿瘤切缘,避免标准组织病理学方法中产生的伪影,从而提供更准确的临床组织样本评估,改善对患者的诊断。

研究人员表示,新技术很快就可用于手术后的肿瘤组织成像,医生将能以前所未有的效率和准度进行判断并采取治疗措施。

原文链接:

Light-sheet microscopy for slide-free non-destructive pathology of large clinical specimens

原文摘要:

For the 1.7 million patients per year in the US who receive a new cancer diagnosis, treatment decisions are largely based on histopathological specimen examinations. Unfortunately, the gold standard of slide-based microscopic pathology suffers from high inter-observer variability and limited prognostic value due to sampling limitations and the inability to visualize tissue structures and molecular targets in their native 3D context. Here, we show that an open-top light-sheet microscope optimized for non-destructive slide-free pathology of clinical specimens enables the rapid imaging of intact tissues at high resolution over large 2D and 3D fields of view, with the same level of detail as traditional pathology. We demonstrate the utility of this technology for various applications: wide-area surface microscopy to triage surgical specimens (with ~200 μm surface irregularities), rapid intraoperative assessment of tumour-margin surfaces (12.5 s cm−2), and volumetric assessment of optically cleared core-needle biopsies (1 mm in diameter, 2 cm in length). Light-sheet microscopy can be a versatile tool for both rapid surface microscopy and deep volumetric microscopy of human specimens.

来源: Nature Biomedical Engineering 浏览次数:0

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