Флуоресцентната томография е образна техника, използвана главно при in vivo диагностика. Тя се основава на използването на флуоресцентни багрила които служат като биомаркери. Понастоящем техниката се използва най-вече в изследвания или пренатални изследвания.
Какво е флуоресцентна томография?
Флуоресцентната томография открива и определя количествено триизмерната разпределение на флуоресцентни биомаркери в биологичните тъкани. Фигурата показва инжектиране на биомаркер. Флуоресцентната томография открива и определя количествено триизмерната разпределение на флуоресцентни биомаркери в биологичните тъкани. Така наречените флуорофори, т.е. флуоресцентните вещества, първо абсорбират електромагнитно излъчване в близкия инфрачервен диапазон. След това те излъчват радиация в малко по-ниско енергийно състояние. Това поведение на биомолекулите се нарича флуоресценция. The абсорбция и излъчването се извършва в диапазона на дължината на вълната между 700 - 900 nm от електромагнитния спектър. Полиметините обикновено се използват като флуорофори. Това са багрила които имат конюгиращи електронни двойки в молекулата и по този начин са в състояние да приемат фотони, за да възбудят електроните. След това тази енергия се освобождава отново с излъчването на светлина и образуването на топлина. Докато флуоресцентното багрило свети, неговото разпределение в тялото може да се визуализира. Флуорофорите, подобно на контрастните вещества, се използват в други образни процедури. Те могат да се прилагат интравенозно или орално, в зависимост от областта на приложение. Флуоресцентната томография също е подходяща за използване при молекулярно изобразяване.
Функция, ефект и цели
Прилагането на флуоресцентна томография обикновено се извършва в близкия инфрачервен диапазон, тъй като късовълновата инфрачервена светлина може лесно да пресече телесната тъкан. Само вода намлява хемоглобин са способни да поемат радиация в този диапазон на дължината на вълната. В типична тъкан, хемоглобин е отговорен за приблизително 34 до 64 процента от абсорбция. Следователно това е определящият фактор за тази процедура. Има спектрален прозорец в диапазона от 700 до 900 нанометра. Излъчването на флуоресцентното багрила също се намира в този диапазон на дължината на вълната. Следователно, късо вълновата инфрачервена светлина може да проникне добре в биологичната тъкан. Остатъчни абсорбция и разсейването на радиацията са ограничаващи фактори на метода, така че приложението му е ограничено до малки обеми тъкан. Флуорофорите, използвани днес, са предимно флуоресцентни багрила от полиметиновата група. Тъй като обаче тези багрила бавно се разрушават при излагане, приложението им е значително ограничено. Като алтернатива могат да се използват квантови точки, направени от полупроводникови материали. Това са нанотела, но те могат да съдържат селен, арсен намлява кадмий, така че тяхното използване при хора трябва да бъде изключено по принцип. Протеини, олигонуклеидите или пептидите действат като лиганди за конюгация с флуоресцентните багрила. В изключителни случаи се използват и неконюгирани флуоресцентни багрила. Например, флуоресцентното багрило „индоцианиново зелено“ се използва при хората като контрастен агент in ангиография от 1959 г. Конюгираните флуоресцентни биомаркери понастоящем не са одобрени при хора. Следователно, за изследване на приложения за флуоресцентна томография, днес се извършват само опити с животни. В тези експерименти флуоресцентният биомаркер се прилага интравенозно и след това разпределението на багрилото и натрупването му в изследваната тъкан се изследват по начин, разрешен във времето. Телесната повърхност на животното се сканира с NIR лазер. По време на този процес камера записва излъчването, излъчвано от флуоресцентния биомаркер, и сглобява изображенията в 3D филм. Това позволява проследяването на пътя на биомаркера. В същото време, сила на звука от белязаната тъкан също може да бъде записана, което дава възможност да се прецени дали може да е туморна тъкан. Днес флуоресцентната томография се използва по различни начини в предклиничните изследвания. Въпреки това се работи усилено и по възможните приложения в диагностиката на човека. В този контекст, проучване за приложението му в рак диагностика, особено за рак на гърдата, играе видна роля. Например флуоресценция мамография се смята, че има потенциал да бъде рентабилен и бърз метод за скрининг за рак на гърдата. Още през 2000 г. Schering AG представи модифициран индоцианинов зелен цвят като контрастен агент за тази процедура. Обаче все още няма одобрение. Заявление за контрол на лимфа поток също се обсъжда. Друго потенциално поле на приложение би било използването на процедурата за оценка на риска през XNUMX г рак пациенти. Флуоресцентната томография също има голям потенциал за ранно откриване на ревматоиден артрит.
Рискове, странични ефекти и опасности
Флуоресцентната томография има няколко предимства пред някои други техники за изображения. Това е силно чувствителна техника, при която дори малки количества флуорофор са достатъчни за изобразяване. По този начин неговата чувствителност е сравнима с ядрената медицина PET (позитронна емисионна томография) и SPECT (еднофотонно излъчване компютърна томография). В това отношение той дори превъзхожда ЯМР (магнитен резонанс). Освен това флуоресцентната томография е много евтина процедура. Това се отнася за инвестицията в оборудване и експлоатацията на оборудването, както и за извършването на изследването. Освен това няма облъчване. Недостатък обаче е, че пространствената разделителна способност намалява драстично с увеличаване на дълбочината на тялото поради големите загуби на разсейване. Следователно могат да се изследват само малки тъканни повърхности. При хората вътрешни органи в момента не може да се изобрази добре. Има обаче опити за ограничаване на разсейващите ефекти чрез разработване на селективни методи за изпълнение. В този процес силно разпръснатите фотони се отделят от единствените леко разпръснати фотони. Този процес все още не е напълно развит. Необходими са и допълнителни изследвания в разработването на подходящ флуоресцентен биомаркер. Настоящите флуоресцентни биомаркери не са одобрени за употреба при хора. Понастоящем използваните багрила се разграждат от излагане на светлина, което е значителен недостатък за тяхното използване. Възможни алтернативи са така наречените квантови точки, направени от полупроводникови материали. Въпреки това, поради съдържанието им на токсични вещества, като напр кадмий or арсен, те не са подходящи за използване на in vivo диагностика при хора.
