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更新時間:2026-06-24
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肺是多種實體瘤(乳腺癌、結直腸癌、黑色素瘤、骨肉瘤等)最常見的遠處轉移器官。建立肺轉移模型并評價抗轉移藥物的療效,是小動物腫瘤學研究的高頻實驗。然而,肺部活體成像面臨兩大技術挑戰:首先,肺泡充滿空氣,空氣-組織界面的折射率差異導致強烈的光散射,光子在肺組織中的有效穿透深度遠低于實質性器官;第二,呼吸運動使肺部持續位移,在不加校正的情況下,采集到的圖像是多個呼吸周期中不同位置的疊加,形成模糊的光斑,既無法精確定位轉移灶也無法準確測量信號強度。
傳統肺轉移研究依賴終點計數法:處死動物,取出肺臟,用布因氏液固定后,在解剖顯微鏡下手工計數表面轉移灶。這種方法不僅耗時,而且只能看到肺表面的轉移灶,無法獲知肺實質內部的轉移情況。
科辰星飛系統搭載的呼吸門控采集技術有效解決了運動偽影問題。該系統通過監測動物的胸廓運動或使用壓力傳感器,僅在呼氣末(此時肺容積最小、運動最慢)觸發相機曝光。研究團隊將熒光素酶標記的B16-F10黑色素瘤細胞經尾靜脈注射建立實驗性肺轉移模型。在注射后第7、10、14天,分別使用呼吸門控模式和非門控模式對同一批動物進行成像。
結果顯示:在非門控模式下,肺部區域的信號呈現為邊界模糊的彌散光暈,無法識別單個轉移灶的位置和數量;而呼吸門控模式下,圖像清晰銳利,第14天即可分辨出超過20個散在分布的獨立轉移灶,最小直徑約0.5mm。進一步將活體成像結果與離體肺成像進行對比,兩者在轉移灶數量和空間分布上的一致性高達92%。更重要的是,呼吸門控模式使得信號定量的變異系數從非門控的38%降至11%,顯著提高了實驗的統計效能。
科辰星飛的呼吸門控技術使肺轉移研究獲得了可定量、可重復、單灶分辨率的活體成像數據,讓研究者能夠在同一批動物中連續追蹤轉移灶的發生、發展和藥物響應,極大提升了肺轉移藥效學評價的效率和質量。