无标签导航系统用于通过组织pH和前列腺特异性抗原活性在位分类前列腺瘤恶性瘤
Ziyi Jin1,2, Sihui Chen3, Xiaoyan Dong1
1Department of Urology, Zhongshan Hospital, Fudan University; School of Pharmacy, Key Laboratory of Smart Drug Delivery, Ministry of Education, Fudan University, Shanghai, China.
Nature biomedical engineering
|November 18, 2025
概括
一个新的导航系统使用表面增强的拉曼散射 (SERS) 来识别手术期间的侵袭性前列腺癌. 这项技术有助于外科医生准确地定位高度瘤,改善结果并减少并发症.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 手术瘤学手术瘤学
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 激进的前列腺切除术是高风险前列腺癌的标准.
- 在手术期间准确的瘤边缘定义是具有挑战性的.
- 识别侵略性瘤 (格里森等级组≥3) 对于预防积极边缘和并发症至关重要.
研究的目的:
- 开发一种基于表面增强的拉曼散射 (SERS) 导航系统,用于在术内定位高度前列腺癌.
- 同时评估组织酸度和前列腺特异抗原 (PSA) 酶活性,以改善瘤边缘检测.
主要方法:
- 开发基于SERS的导航系统,集成采样笔,纳米打印SERS阵列和深度学习模型.
- 从组织表面自动提取生物标记物,用于比度拉曼信号生成.
- 快速拉曼光谱解释使用二维深度学习模型.
主要成果:
- 该SERS系统成功地从144名中国患者的新鲜前列腺组织中识别了格里森等级组≥3的恶性瘤.
- 获得了0.89的接收器操作特征曲线下的面积,用于恶性瘤检测.
- 证明了高度恶性区域的手术内局部化.
结论:
- 开发的基于SERS的导航系统显示了提高前列腺癌手术精度的巨大潜力.
- 这项技术可以帮助最大限度地减少剩余的瘤,并改善患者的治疗结果.
- 同时评估酸度和PSA活性为术内瘤边缘定义提供了一种新的方法.
