下一代相机可以更好地定位肿瘤所在

几年前，EPFL教授、高级量子结构实验室负责人爱德华多·查尔邦（Edoardo Charbon）推出了一款名为Swiss SPAD2的新型超高功率相机。他的装置是第一个能够捕捉和计算最小形式的光粒子：光子的装置。它还可以生成3D图像，并通过测量光子从相机传播到物体所需的时间来计算景深。

从那时起，查尔邦对他的发明做了进一步的调整。他把它寄给了新罕布什尔州达特茅斯学院的一位同事，以便他们能在这项技术上合作。通过共同努力，他们能够拍摄、识别和定位人体组织中的肿瘤。

他们的方法是用激光将红光投射到病变组织的某个区域，同时相机对该区域进行拍照。“红色是一种可以深入人体组织的颜色，”查尔邦说。该组织还注射了只附着于肿瘤细胞的荧光对比剂。

延迟不到1纳秒

当红光粒子到达肿瘤时，它们的行为与通过健康组织时略有不同。更具体地说，它们需要更长的时间才能返回到发送它们的起点。正是这个时间差给了科学家重建肿瘤所需的信息。“延迟不到一纳秒，但足以让我们生成2D或3D图像，”Charbon说。由于这种方法，他们的新系统可以准确地识别肿瘤的形状，包括其厚度，并将其定位在患者体内。时间延迟是因为当红光与肿瘤接触时，它会失去一些能量。“光进入肿瘤的深度越深，返回所需的时间就越长。这使我们能够构建三维图像，”Charbon说。到目前为止，科学家们不得不在确定肿瘤的深度和位置之间做出选择。但有了这项新技术，它们可以同时拥有这两种功能。

今天，外科医生可以使用MRI来定位肿瘤，但一旦进入手术室，任务就变得更加困难。Charbon的技术旨在帮助外科医生完成切除肿瘤的精细任务。Charlbon实验室的科学家Claudio Bruschini说：“通过我们的系统生成的图像，他们可以确保切除了所有的癌组织，并且没有小碎片残留”。这项研究最近发表在《光学》杂志上，也可以用于医学成像、显微镜和计量学。

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