Fluoreszcens tomográfia: kezelés, hatások és kockázatok

A fluoreszcencia tomográfia olyan képalkotó technika, amelyet főleg az in vivo diagnosztikában alkalmaznak. A fluoreszcens használatán alapul festékek amelyek biomarkerként szolgálnak. A technikát ma már többnyire kutatásban vagy prenatális vizsgálatokban alkalmazzák.

Mi a fluoreszcencia tomográfia?

A fluoreszcencia tomográfia detektálja és számszerűsíti a háromdimenziót terjesztés a fluoreszcens biomarkerek biológiai szövetekben való Az ábra a biomarker injektálását mutatja. A fluoreszcencia tomográfia detektálja és számszerűsíti a háromdimenziót terjesztés a fluoreszcens biomarkerek biológiai szövetekben való Az úgynevezett fluorofórok, azaz a fluoreszcens anyagok először felszívódnak elektromágneses sugárzás a közeli infravörös tartományban. Ezután kissé alacsonyabb energiaállapotban bocsátanak ki sugárzást. A biomolekulák ilyen viselkedését fluoreszcenciának nevezzük. A abszorpció és az emisszió az elektromágneses spektrum 700–900 nm közötti hullámhossz-tartományában történik. A polimetineket általában fluoroforként használják. Ezek festékek amelyek konjugáló elektronpárokkal rendelkeznek a molekulában, és így képesek fotonokat elfogadni az elektronok gerjesztésére. Ez az energia ezután a fénykibocsátással és a hő képződésével ismét felszabadul. Amint a fluoreszkáló festék világít, annak terjesztés a testben vizualizálható. A fluoroforokat, mint a kontrasztanyagokat, más képalkotó eljárásokban használják. Alkalmazhatók intravénásán vagy orálisan, az alkalmazási területtől függően. A fluoreszcencia tomográfia molekuláris képalkotásban is használható.

Funkció, hatás és célok

A fluoreszcencia tomográfia alkalmazása általában a közeli infravörös tartományban történik, mivel a rövid hullámú infravörös fény könnyen átjuthat a test szövetén. Csak víz és a hemoglobin képesek elnyelni a sugárzást ebben a hullámhossztartományban. Egy tipikus szövetben hemoglobin felelősségének kb. 34-64 százalékáért felelős abszorpció. Ezért ez az eljárás meghatározó tényezője. A spektrumablak 700 és 900 nanométer közötti tartományban van. A fluoreszcens sugárzás festékek szintén ebben a hullámhossztartományban fekszik. Ezért a rövid hullámú infravörös fény jól behatolhat a biológiai szövetekbe. Maradó abszorpció és a sugárzás szóródása a módszer korlátozó tényezője, ezért alkalmazása kis szövetmennyiségekre korlátozódik. A manapság alkalmazott fluorofórok elsősorban a polimetincsoport fluoreszcens festékei. Mivel azonban ezek a festékek expozíció után lassan elpusztulnak, alkalmazásuk jelentősen korlátozott. Alternatív megoldásként félvezető anyagokból készült kvantumpontok használhatók. Ezek nanotestek, de tartalmazhatnak szelén, arzén és a kadmium, ezért felhasználásukat emberben elvileg ki kell zárni. FehérjékAz oligonukleidek vagy peptidek ligandumokként működnek a fluoreszcens festékekkel történő konjugáláshoz. Kivételes esetekben nem konjugált fluoreszcens festékeket is használnak. Például az „indocianinzöld” fluoreszcens festéket az embereknél a kontrasztanyag in angiográfia A konjugált fluoreszcens biomarkerek jelenleg nem engedélyezettek az embereknél. Ezért a fluoreszcencia tomográfia alkalmazásának kutatásához ma csak állatkísérleteket végeznek. Ezekben a kísérletekben a fluoreszcencia biomarkert intravénásán alkalmazzák, majd a festék eloszlását és annak felhalmozódását a vizsgált szövetben időbeli felbontással vizsgálják. Az állat testfelületét NIR lézerrel pásztázzák. E folyamat során egy kamera rögzíti a fluoreszkáló biomarker által kibocsátott sugárzást, és a képeket 1959D filmbe állítja össze. Ez lehetővé teszi a biomarker útjának követését. Ugyanakkor a kötet A jelölt szövet mennyisége is rögzíthető, lehetővé téve annak megbecsülését, hogy ez tumorszövet lehet-e. Ma a fluoreszcencia tomográfiát a preklinikai vizsgálatok során sokféle módon alkalmazzák. Ugyanakkor intenzív munkát végeznek az emberi diagnosztika lehetséges alkalmazásain is. Ebben az összefüggésben kutatások annak alkalmazásához rák diagnosztika, különösen a emlőrák, kiemelt szerepet játszik. Például fluoreszcencia mammográfia feltehetően költséghatékony és gyors szűrési módszer lehet emlőrák. A Schering AG már 2000-ben egy módosított indocianinzöldet mutatott be a kontrasztanyag ehhez az eljáráshoz. Jóváhagyás azonban még nem áll rendelkezésre. Egy alkalmazás a nyirok áramlásról is tárgyalnak. Egy másik lehetséges alkalmazási terület az eljárás alkalmazása a kockázatértékelésre XNUMX - ban rák betegek. A fluoreszcencia tomográfia szintén nagy lehetőségeket rejt magában a reumatoid korai felismerésében arthritis.

Kockázatok, mellékhatások és veszélyek

A fluoreszcens tomográfiának számos előnye van néhány más képalkotó technikával szemben. Ez egy nagyon érzékeny technika, amelyben a fluorofor akár percnyi mennyisége is elegendő a képalkotáshoz. Így érzékenysége összehasonlítható a PET nukleáris gyógyszerekkel (pozitron emissziós tomográfia) és SPECT (egyetlen foton emisszió számítógépes tomográfia). Ebből a szempontból még magasabb az MRI-nél (mágneses rezonancia képalkotás). Ezenkívül a fluoreszcencia tomográfia nagyon olcsó eljárás. Ez vonatkozik az eszközberuházásokra és a berendezések üzemeltetésére, valamint a vizsgálat elvégzésére. Ezenkívül nincs sugárterhelés. Hátrány azonban, hogy a térbeli felbontás drasztikusan csökken a test mélységének növekedésével a nagy szóródási veszteségek miatt. Ezért csak kis szövetfelületek vizsgálhatók. Emberben az belső szervek jelenleg nem lehet jól ábrázolni. Futtatásra szelektív módszerek kifejlesztésével azonban megpróbálják korlátozni a szórási hatásokat. Ebben a folyamatban az erősen szétszórt fotonok elválnak az egyetlen kissé szétszórt fotonoktól. Ez a folyamat még nincs teljesen kidolgozva. További kutatásokra van szükség egy megfelelő fluoreszcencia biomarker kifejlesztésében is. A jelenlegi fluoreszcencia biomarkerek nem engedélyezettek embereknél. A jelenleg használt színezékeket fény hatására lebontják, ami használatuk szempontjából jelentős hátrányt jelent. A lehetséges alternatívák az úgynevezett félvezető anyagokból készült kvantumpontok. Mérgező anyag-tartalmuk miatt azonban, mint pl kadmium or arzén, ezek nem alkalmasak az emberek in vivo diagnosztikájának alkalmazására.