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光学分子成像的出现使医生更容易捕获肿瘤的“恶魔”。

肿瘤是危害我们身体的最可怕的恶魔之一。如果要制服它,则必须首先准确找到它并查看它的运动方式,然后才能进行针对性的治疗。自德国科学家伦琴(Roentgen)发现X射线以来,人们发现可以通过许多物理媒体看到人体的各种器官和组织。结果,诸如X射线(X射线CT),伽马射线(正电子发射断层摄影),射频(磁共振成像),超声(超声成像)等各种技术得到迅速发展并得到应用。过去一个世纪的医学诊断。促进人类对多种疾病的生物医学认知以及临床诊断和治疗能力。通过这些技术也可以看到肿瘤组织。然而,面对恶性肿瘤,它们之所以被称为“恶魔”的原因是“恶魔”。自然地具有其更令人生畏的能力。首先,非特异性成像技术不能很好地观察所有肿瘤,因此恶性肿瘤通常可以发展到患者的中晚期。此时,肿瘤细胞已经转移并扩散,难以确定其分布范围。然而,特异性强的成像方法由于其对人体的损害和高成本而难以在日常身体检查中使用。另外,即使观察到恶性肿瘤,受成像技术的限制,也难以确定体内肿瘤细胞手术的程度和手术后的残留量。肿瘤细胞通常留在体内,然后卷土重来。因此,可能需要花费更多的精力来使用成像技术来准确地找到肿瘤的“恶魔”。光学分子成像:使用光学信息来捕获肿瘤“恶魔”的出现。光学分子成像技术为人们提供了新的成像技术。光学分子成像技术是指由于药物干预和其他原因而产生具有特定波长的光学信息的成像目标(例如肿瘤)。通过收集这些光学信息并推导其光源分布,可以在分子水平上找到并跟踪成像目标的轨迹。光学分子成像体层摄影术可观察小鼠的颅内神经胶质瘤区域(蓝色区域)。例如,在光学分子标记之后,如果肿瘤细胞出现在生物体内,由于荧光效应,肿瘤细胞将发射特定光谱的光子物种。通过与生物组织的相互作用,这些光子的一部分将到达生物体的皮肤,并由光学检测器捕获以形成像照片一样的图像。此时,医生可以看到肿瘤的发生并捕获其痕迹。光学分子成像可以提供极高的肿瘤成像灵敏度和特异性,并且安全且无辐射。它已被广泛用于临床前动物模型的研究,并逐渐发展为肿瘤临床诊断和治疗的转化应用。从二维到三维,科学家一直在尝试。但是,光学分子成像必须面对一个明显的瓶颈:所有光学图像只能定性地反射光是否穿过动物的表面。这是二维成像。 ,不可能在生物体中反映光源的三维位置,并且很难确定肿瘤发生在动物体内的哪个器官和组织。因此,科学家们正在思考如何将光学分子成像技术从二维发展到三维?因此,逐渐提出了光散射层析成像方法,试图通过动物体表面上的二维光斑图像在三维上重建光源在动物体内的位置。这种重建策略是在2000年左右提出的。经过近20年的发展,科学家们在模型准确性和算法速度方面做了很多工作。但是,由于光子在生物体内不是直线传播而是通过高散射而扩散,因此生物体内不同器官和组织的散射能力极为不同。因此,该方法遭受成像精度不足和实用性不足的困扰。使用AI绘制“不走通常路径”的肿瘤细胞的三维图像。日前,中国科学院自动化研究所分子影像研究所重点实验室放弃了传统影像方法的思想,提出了一种基于人工智能策略的新的重建方法。 。该网络依靠小鼠大脑的结构来训练重建模型,并使用2D光学分子