The Флуоресцентна томографія це техніка візуалізації, яка в основному використовується в діагностиці in vivo. Він заснований на використанні флуоресцентних барвників, які служать біомаркерами. Сьогодні процедура в основному використовується в дослідженнях або в пренатальних дослідженнях.
Що таке флюоресцентна томографія?
Флуоресцентна томографія фіксує та кількісно визначає тривимірний розподіл флуоресцентних біомаркерів у біологічних тканинах. Так звані флюорофори, тобто флуоресцентні речовини, спочатку поглинають електромагнітне випромінювання в близькому інфрачервоному діапазоні. Потім вони знову випромінюють випромінювання в дещо нижчому енергетичному стані. Така поведінка біомолекул називається флуоресценцією.
Поглинання та випромінювання відбуваються в діапазоні довжин хвиль між 700 - 900 нм електромагнітного спектру. Поліметини в основному використовуються як фторофори. Це барвники, які мають в молекулі сполучені пари електронів і тому здатні поглинати фотони для збудження електронів. Ця енергія знову вивільняється при випромінюванні світла та тепла.
Поки флуоресцентний барвник світиться, його розподіл по тілу можна візуалізувати. Як і контрастні речовини, флюорофори використовуються в інших процедурах візуалізації. Їх можна вводити внутрішньовенно або перорально, залежно від області застосування. Флуоресцентна томографія також підходить для використання в молекулярній томографії.
Функція, ефект та цілі
Флуоресцентна томографія зазвичай використовується в ближньому інфрачервоному діапазоні, оскільки короткохвильове інфрачервоне світло може легко проходити через тканини тіла. Тільки вода і гемоглобін здатні поглинати випромінювання в цьому діапазоні довжин хвиль. У типовій тканині гемоглобін відповідає за 34–64 відсотки поглинання. Тому це визначальний фактор для цієї процедури.
Існує спектральне вікно в межах від 700 до 900 нанометрів. Випромінювання від флуоресцентних барвників також знаходиться в цьому діапазоні довжин хвиль. Тому короткохвильове інфрачервоне світло може добре проникати в біологічну тканину. Залишкове поглинання та розсіювання випромінювання є обмежуючими факторами процедури, так що його застосування залишається обмеженим невеликими обсягами тканини. Флуоресцентні барвники з групи поліметинів сьогодні в основному використовуються як фторофори. Однак, оскільки ці барвники повільно руйнуються при впливі, їх використання значно обмежене. Квантові точки, виготовлені з напівпровідникових матеріалів, є альтернативою.
Це нанотіла, але вони можуть містити селен, миш’як та кадмій, так що їх використання в організмі повинно бути принципово виключено. Білки, олігонуклеотиди або пептиди діють як ліганди для кон'югації з флуоресцентними барвниками. У виняткових випадках застосовуються також не кон'юговані флуоресцентні барвники. Флуоресцентний барвник "індоціанін зелений" використовується в якості контрастної речовини в ангіографії у людей з 1959 року. Біомаркери кон'югованої флуоресценції на даний момент не затверджені для людей. Для прикладного дослідження флуоресцентної томографії сьогодні проводяться лише експерименти на тваринах.
Біомаркер флуоресценції застосовують внутрішньовенно, після чого розподіл барвника та його накопичення в тканині, що підлягає дослідженню, потім досліджують у визначений часом час. Поверхня тіла тварини сканується NIR-лазером. Камера записує випромінювання, що випромінюється флуоресцентним біомаркером, і об'єднує зображення в 3D-плівку. Таким чином можна простежувати шлях біомаркерів. У той же час обсяг маркованої тканини також може бути записаний, щоб можна було оцінити, чи можливо це пухлинна тканина. Сьогодні флюоресцентна томографія багато в чому використовується в доклінічних дослідженнях. Проводиться також інтенсивна робота щодо можливого використання в діагностиці людини.
Тут дослідження відіграють визначну роль для його застосування в діагностиці раку, особливо для раку молочної залози. Передбачається, що флюоресцентна мамографія має потенціал для недорогого та швидкого методу скринінгу на рак молочної залози. Ще в 2000 році Schering AG представила модифікований індоціаніновий зелений колір як контрастну речовину для цього процесу. Однак вона ще не затверджена. Також обговорюється застосування для контролю потоку лімфи. Іншою потенційною областю застосування буде використання методу оцінки ризику у хворих на рак. Флуоресцентна томографія також має великий потенціал для раннього виявлення ревматоїдного артриту.
Ризики, побічні ефекти та небезпеки
Флуоресцентна томографія має ряд переваг перед деякими іншими методами візуалізації. Це дуже чутлива процедура, при якій навіть найменші кількості фторофору є достатніми для візуалізації. Їх чутливість можна порівняти з процедурами ядерної медицини ПЕТ (позитронно-емісійна томографія) та SPECT (комп'ютерна томографія з одинарним фотоном).
У цьому відношенні він навіть перевершує МРТ (магнітно-резонансну томографію). Крім того, флюоресцентна томографія - це дуже недорогий метод. Це стосується інвестицій та експлуатації обладнання, а також проведення розслідування. Крім того, немає радіаційного опромінення. Однак недоліком є те, що великі втрати на розсіювання різко зменшують просторову роздільну здатність із збільшенням глибини тіла. Тому можна оглянути лише невеликі тканинні поверхні. У людини внутрішні органи на даний момент не можуть бути добре представлені. Однак є спроби обмежити ефекти розсіювання шляхом розробки методів, що вибирають час.
Сильно розсіяні фотони відокремлюються від єдиних злегка розсіяних фотонів. Цей процес ще не повністю розвинений. Також необхідні подальші дослідження щодо розробки відповідного флуоресцентного біомарка. Попередні флюоресцентні біомаркери не затверджені для людей. Барвники, які зараз використовуються, розбиваються під дією світла, що означає значний недолік для їх використання. Можливими альтернативами є так звані квантові точки, виготовлені з напівпровідникових матеріалів, однак через вміст таких токсичних речовин, як кадмій або миш’як, вони не придатні для використання в in vivo діагностиці у людей.
