長時間、焦慮地等待活檢結果對于接受檢查的患者來說應該是一個漫長而難熬的過程，而這一切有可能很快就會結束。近日伊利諾大學的一個科研小組開發了一項新的組織成像技術。

    研究人員利用這種稱為非線性干涉成像技術（NIVI）的新型顯微檢測技術對大鼠乳腺癌細胞和組織進行掃描在不到五分鐘的時間內生成了易讀的彩色編碼組織圖像，圖像中腫瘤邊界清晰，準確率高達99%。

    該研究工作是由伊利諾大學電子和計算機工程、生物工程和制藥系教授及醫生Stephen A. Boppart領導完成。研究論文即將發表在12月1日《癌癥研究》（Cancer Research.）雜志的封面上。

    目前的主要診斷方法大多都基于對細胞形狀和結構進行視覺圖像分析，因而帶有很大的主觀性，且獲取診斷結果的周期時間較長。首先必須從患者體內獲取小量的可疑組織樣本，然后對細胞進行染色。病理學家再通過在顯微鏡下觀察樣本而確定細胞是否存在異常，此外通常還需要咨詢其他的病理學家再次確定診斷結論。

    “這種方式的診斷通常都基于病理醫生的主觀判斷——關于細胞的位置、結構和形態，”Boppart說：“這就是我們所謂的診斷的金標準。我們希望能夠使醫學診斷的過程變得更量化以及更快速。”Boppart目前還任職于伊利諾大學貝克曼高級科技學院(Beckman Institute for 
  
    新型非線性干涉成像技術并非將焦點放在細胞和組織的結構上，而是基于分子組成構建和分析圖像。正常細胞包含高濃度的脂質，但癌細胞通常會生成更多的蛋白質。通過鑒別包含異常高濃度蛋白的細胞，研究人員能夠準確地區分腫瘤及健康組織，而無需再對細胞進行染色。

    每種分子都有其獨特的能量振動態，當振動產生的共振加強時，可生成一種信號，通過這種信號可以識別包含高濃度分子的細胞。非線性干涉成像技術利用兩束光線對組織樣品中的分子進行激發。

    “打個比喻就像推著某人蕩秋千。如果你在正確的時間點推動一下，秋千上的人就會蕩得更高，反之他則會停下來，”Boppart說：“如果我們使用正確的光頻激發這些振動態，我們就能增強共振和信號。”

    非線性干涉成像技術所運用的其中一道光束主要是起參照作用，通過將激發樣品生成的信號與光束結合就可以排除掉背景信噪，分離出分子信號。對生成光譜的統計學分析反饋在組織的每個點上生成了彩色編碼圖像：藍色的是正常細胞，紅色的就是癌細胞。

    此外非線性干涉成像技術包含的另一個優點在于能夠更準確地確定腫瘤邊界。由于在視覺診斷中病理學家無法確定腫瘤與正常組織的邊界，因而通常會將大面積的組織劃分到不確定區域。而在非線性干涉成像中紅-藍彩色編碼圖像顯示的不確定區域只有100微米——僅相當于一個或兩個細胞。

    “有時候很難通過視覺區分一個細胞是正常或是異常，然而在分子上則會有非常明顯特征，”Boppart說。

    現在研究人員正在致力改進并擴大這項技術的應用。通過調節激光束的頻率，他們能夠對更多類型的分子進行檢測。另外他們還在努力提高其速率，以適用于實時成像。研究人員還探索使用新的激光源使非線性干涉成像儀器變得更為袖珍而便于攜帶。同時他們還正在開發新型的光傳輸系統，例如導管、探針或針頭等。通過新型的光傳輸系統無需采集樣本就可以對組織進行檢測。
 
   “隨著我們不斷獲得更好的光譜分辨率和更廣闊的光譜，我們可以更靈活地鑒別各種不同的分子。一旦進入到這個點，我們相信這項技術將可運用到許多不同的癌癥診斷中，包括光學活檢和其他的診斷,” Boppart說。

    研究獲得了美國國家衛生研究所下屬的國立癌癥研究所的資金支助。