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癌症诊断的分子光声成像
个性化治疗中新的分子生物标志物的出现需要对生物标志物靶向给药进行有效的评估。不幸的是，目前缺乏能够提供高灵敏度和高分辨率的分子特异性深度成像的临床前成像模式。高分辨率光学成像受到亚毫米穿透深度和极小成像场的严重限制，而生物发光成像空间分辨率较差。因此，迫切需要开发可靠的、可重复的、有效的、经济的临床前研究分子成像工具，以加速药物发现过程，并允许有前景的治疗方法的彻底评估。乐动体育LDsports中国最近，光声成像(PAI)已经成为临床前成像的一种强大工具——有多种商业系统可用，用户数量也在不断增加——可以在显著深度(高达5厘米)以良好的分辨率检测光学对比度。然而，这些最终用户缺乏一个可靠的、可重复的、经过验证的分子PAI平台来补充他们的翻译研究。乐动体育LDsports中国目前使用的造影剂，要么在脉冲照明下没有足够的PAI所需的光稳定性，要么缺乏足够的PAI信号产生能力，无法进行深度成像，要么吸收光谱与血红蛋白的吸收光谱重叠明显，降低了成像对比度。
我们的假设是，一种能够同时解剖，功能和分子可视化小动物病理学的商业级PAI平台将显着提高基本和临床前研究的结果。乐动体育LDsports中国该研究项目的中心主题是一种新型分子特异性PAI造影剂乐动体育LDsports中国和信号/图像处理算法的开发，优化和验证，以实现疾病的可再现，定量，纵向和断层摄影成像及其对治疗的反应。我们的造影剂基于抗体靶向脂质体，该抗体靶向脂质体加载着吲哚菁绿（ICG）染料（Lipo-JICG）的J-骨料。以J-聚集体形式的脂质体隔室中的ICG分子的封装与高有利的性质相关体内PAI：（i）强烈，窄吸光度在〜890 nm，在那里它可以随心所欲地从血红蛋白光谱中解混;（ii）由于染料聚集介导的PAI信号的增强介导的热梯度和吸光度增加;（iii）实施鲁棒的半定量PAI分析，其不会干扰重要的生理参数的成像，例如血氧饱和度。我们的初步数据显示，与单体ICG和二氧化硅涂覆的金纳米棒相比，Lipo-JICG显着提高了稳定性和PAI信号强度，后者认为是最佳的商业PAI造影剂。
合作者：Konstantin Sokolov，Ph.D.，Jason Cook，Ph.D.，Stacy Moulder，M.D.，Gaiane Rauch，M.D.，Anil Sood，M.D。
靶相变纳米液体用于微量丝囊的可翻译分子超声成像
恶性扩散的测定是口腔癌最重要的预后因素，对综合治疗计划的发展至关重要。这些转移是主要驾驶员，后面的年龄超过6,400人死亡，美国口腔癌的66％的5年生存率。与其他癌症一样常见，口腔癌细胞最初扩散到Sentinel淋巴结（SLN），这往往是原发性癌症部位的近似。因此，对SLNS中的微量酶（MMET）的存在准确和及时评估SLNS中的存在对于正确的分期和治疗计划至关重要。目前没有有效的术前方法来评估来自口腔癌的淋巴结受累。尽管其显着潜在的发病率，选修颈部解剖（终端）是评估这些患者淋巴病的存在或缺乏的金标准。为了最大限度地减少患者负担，SLN活组织检查（SLNB）已被提倡作为实现MMET精确检测的较少的侵入性手段。然而，目前SLNB程序的指导标准淋巴动物曲线术后血液损失，据报道，报告的假负率高达32％。Lymphoscintigraphy’s use of a radiotracer requires radiation safety compliance throughout the clinical workflow, which adds additional cost and logistical overhead, while the inherently poor resolution of the gamma camera used to localize this radiotracer during the procedure produces high false-negative rates when the SLN site is too close to the tumor and becomes masked. Because of these significant shortcomings, there is an urgent clinical need for a point-of-care imaging technology that can be safely and noninvasively implemented to reliably detect and adequately visualize SLN mMets in real-time and to obviate the need for highly invasive END procedures.
该研究项目的目标是开发目标造影剂和乐动体育LDsports中国非侵入性成像技术，以准确地识别具有高时空分辨率的SLN中的MMET。我们的假设是靶向可活化的纳米辊（棕褐色）可以特别地标记SLN MMET中的癌细胞，并且可以使用传统的超声（US）成像系统实时成像，并产生立即诊断信息以促进及时和较少的侵入性treatment (e.g., eliminate END procedures) and/or to intraoperatively guide surgical/biopsy interventions. Our imaging approach, TAN-molecular ultrasound lymphatic (MUSL) imaging, promises to deliver a uniquely versatile contrast agent with a size profile that is remotely changed from nano-scale (e.g., nanodroplet), which is required for molecularly targeted delivery, to micro-scale (i.e., microbubble) for high-contrast, high-resolution imaging with conventional US. This platform has potential to address all disadvantages of the current standard of care by providing a single, cancer-specific, non-radioactive contrast agent that can be noninvasively and clearly visualized using standard clinical US prior to or during surgery. Such technological advancements promise to make “leap” improvements to staging, treatment planning, and therapy guidance of oral-cavity cancer.
合作者：Konstantin Sokolov，Ph.D.＆Stephen Lai，M.D.，Ph.D.
直接3D打印解剖学和功能上模仿光声-超声成像幻影
定量成像生物标记物(QIB)提供了巨大的潜力，提供更有效的，患者特异性,理性的临床护理。然而，将QIB方法从研究工具转化为临床实践具有挑战性，这在很大程度上是因为这乐动体育LDsports中国些模式所需的成像幻影不足以支持强大的质量保证(QA)程序。考虑到qib在特定功能(如血流)和解剖(如血管拓扑)方面的强烈依赖性，当前的成像幻象，由于他们过于“简单化的设计”，不能充分模拟人体固有的结构复杂性和生物变异的广泛范围，从而导致测量的精度，特别是重复性被高估,不准确的偏见评估。研究指出，许多生理(如血管通透性)和解剖(如血管尺度和维数)特征不能在当前的幻像中准确复制。RSNA QIB联盟(QIBA)计量工作组最近发出警告“幽灵并不代表人类目标的复杂性，”通常导致精度高估;因此，他们声称““提高幽灵的现实性”是一个“值得进一步投资”的领域。改进的幻像平台对于验证和优化更为熟悉的基于超声的QIB方法，例如体积血流（VBF）成像，对比度增强的美国（CEU），以及剪切波速（SWS）弹性成像，而这样一个平台在更新的QIB方法的开发中也存在巨大价值，例如超分辨率的成像，声学血管造影， 或者光声-超声氧饱和成像。为了满足这些需求，下一个成像体模平台应该能够模拟血管和组织的规模、弯曲度、密度和功能，这些都是人类生物学的特征。
该研究项目的总体目标是开发一种3D打印平台，能够制乐动体育LDsports中国作出更具有解剖学和功能上的逼真的幻影，用于超声介导成像。我们的假设是，我们的3D打印平台可以为现有的qib提供更强大的验证，为优化新的此类方法提供强大的开发工具，并为更有效的临床医生培训提供生物现实的环境。为此，我们建议使用生物相容的酒黄石作为光吸收剂的投影立体光刻技术来打印聚乙二醇(PEG)基水凝胶，为超声介导成像创建稳定的幻影，具有局部控制的弹性和反向散射，并包含现实/扭曲，小动脉/小静脉规模的支持血流的血管，支持氧气运输到腔外细胞。
合作者：Jordan Miller，Ph.D.