用3D图像检测技术使早期癌症无处遁形

　　美国华盛顿大学研究人员开发了一种能显示细胞三维结构的新型显微镜，这项技术能在很大程度上改善癌症的早期检测手段，并缩小了研究和临床工作之间的差距。

　　　　美国华盛顿大学研究人员开发了一种能显示细胞三维结构的新型显微镜，这项技术能在很大程度上改善癌症的早期检测手段，并缩小了研究和临床工作之间的差距。  

　　华盛顿大学机械工程学副教授埃里克﹒赛贝尔和同事与掌握这一技术专利的“视觉门”公司合作完成了这项研究。这种设备是通过在显微镜下旋转细胞并拍下上百张每次旋转时的图片，然后通过数码技术将这些图片合并成一张3D图像。这种3D图像可为癌症早期检测带来很大进步，因为目前医生是通过2D图像来判断细胞的形状和大小。  

　　“如果能从不同角度观察一个不规则的细胞，那么认识它就很容易。”赛贝尔说。“用2D图像来表示一个3D的物体永远不会准确。可以想象，只看到月球的一面怎么会知道它的确切情况呢？”

　　这种新的显微镜商标名叫做细胞CT，这样称呼是因为尽管它体积小但工作原理与CT相似，它是用可见光代替了X线。在做CT时，当X线在转动患者是不能动的。而在做细胞CT时，细胞是被包埋在玻璃试管中的特殊胶体里，试管在固定的相机前转动，每次转动相机都会拍下许多照片。胶体与试管有相似的光学特性，这样试管玻璃就不会反光。最终，上百张图片被合成一张3D图像。  

　　新的3D显微镜也把成像技术从实验室带到了医生的办公室。尽管多年来显微镜技术取得很大进步，但医生近300年来几乎是在用同一种技术做癌症的诊断，赛贝尔说。病理学家今天仍然在用18世纪的细胞染色技术来检查怀疑是癌症的切片。他们不采用任何生物学杂志上见到的新的、能详细精确表明细胞特征的荧光染色技术。

　　“科学家利用荧光染色技术作研究已有几十年了，但这些技术仍然没有进入到每天的临床诊断中。”赛贝尔说。“对于癌症来说，研究和临床之间还有很大隔阂，而且这一差距越来越大。我们试图要缩小这一差距。”

  

　　赛贝尔说，造成两者隔阂的部分原因是，没有办法把荧光染色获得的图像与当前癌症诊断基本形式的传统染色图像准确地匹配起来，而后者有其自己的诊断标准。新的3D显微镜可让两者匹配到一起，赛贝尔和同事演示了同一种细胞同时在荧光法和传统染色下的情况。这是首个既能用在传统染色也可用现在荧光染色的3D显微镜，赛贝尔说。  

　　“既然我们能够对比这些染色方法，我们希望能把这一技术用到临床去。”赛贝尔说。  

　　这种新的显微镜比当前使用的其它3D显微镜要更精确。所有其它显微镜产生的3D图像在上下方向（即样本与显微镜透镜的方向）上的分辨率很低，赛贝尔说。  

　　研究人员用已知尺寸的微小塑料颗粒来证明显微镜的分辨率。他们发现，这种新的显微镜在上下方向上的分别率相比用于癌症诊断的标准显微镜强3倍。  

　　“这意味着我们可以定量分析细胞。”研究人员说。“这种不失真的图像利用其它技术是很难获得的。”  

　　研究人员对比了传统方法与3D显微镜在癌症诊断中的不同。病理学家用3-D技术诊断癌症的差错率是用传统显微镜的三分之一。研究者描述说，通过他们的显微镜还发现了一个癌前细胞。  

　　“这就是我们能对医学产生影响的一个方面，寻找最早期的细胞改变。”赛贝尔说。