一个无线,多色光图像传感器植入物用于癌症治疗中的实时监控
Micah Roschelle1, Rozhan Rabbani1, Surin Gweon1
1Department of Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California at Berkeley, Berkeley CA 94720 USA.
IEEE journal of solid-state circuits
|August 4, 2025
概括
研究人员开发了一种无线,可植入的传感器,用于实时,多颜色的光成像深入组织. 这项技术为监测免疫细胞和评估癌症免疫治疗反应提供了一种新的方法.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光学成像技术的成像
- 免疫学 免疫学 免疫学
背景情况:
- 实时监测生物过程对于了解疾病和治疗疗效至关重要,特别是在癌症免疫疗法中,反应率低.
- 目前的成像方法缺乏必要的分子对比度,分辨率和慢性可用性,以及时评估治疗反应.
- 需要先进的成像工具,能够对细胞动态进行深层组织,高分辨率,多色可视化.
研究的目的:
- 开发和演示一种完全无线的,可植入的图像传感器,用于深入生物组织的多色光成像.
- 为了实时监测细胞动态,特别是免疫细胞,以评估治疗反应.
- 在分子对比度,分辨率和慢性可用性方面克服现有的临床成像模式的局限性.
主要方法:
- 一个无线CMOS图像传感器 (2.5×5mm2) 设计用于多色光成像.
- 超声波 (美国) 用于无线操作,深度高达5厘米,能量收集 (221mW/cm2) 和数据反向散射 (13kbps,BER<10−6).
- 使用微激光二极管和带有多带通波器的光学前端以及用于三色成像和激发阻断 (>6 OD) 的光纤光学板的光学前端实现了现场光激发.
主要成果:
- 传感器在5厘米深处实现了无线操作,有效收集能量和高速数据传输.
- 通过36×40像素阵列实现了<125μm的分辨率.
- 在ex vivo小鼠瘤样本中无线,双色光成像效应器和抑制器免疫细胞,有和没有免疫疗法.
结论:
- 开发的无线图像传感器提供深层组织,多色光成像能力.
- 这项技术在癌症免疫治疗中对治疗反应和耐药性的快速评估方面显示出显著的前景.
- 这些发现支持通过实时监测动态生物过程来指导个性化医疗的潜力.
