提起腫瘤或者癌癥，人們無不談虎色變。腫瘤疾病高度惡性，高死亡率。雖然醫(yī)務(wù)與科研工作者基于生理，病理和免疫水平不斷在腫瘤的治療手段上攻克諸多難題，但不同器官來源以及不同病因引發(fā)的腫瘤在臨床診斷與治療中依舊顯得“道高一尺，魔高一丈”。以肝癌為例，由于缺乏早期典型的臨床癥狀，患者大多在疾病初期無法察覺體內(nèi)異常，一旦患者出現(xiàn)腹脹，黃疸等消化系或者全身癥狀時，往往肝癌已經(jīng)進(jìn)入中晚期，相應(yīng)的也就錯過了最佳治療時期，患者不但面臨巨大身體痛苦，同時經(jīng)濟(jì)與精神壓力也接踵而至。對于腫瘤疾病而言，早期、精確的發(fā)現(xiàn)病灶，在疾病初期及時對腫瘤級別，分化程度進(jìn)行評估，在接受手術(shù)或者化學(xué)藥物治療后能夠準(zhǔn)確的評估病灶部位消減情況對于該類疾病預(yù)防與治療意義重大。

光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)（Optical Coherence Tomography，簡稱OCT）是一種基于光學(xué)原理的非侵入性、無接觸的顯微成像技術(shù)。OCT通過測量光在樣品中反射或散射的強(qiáng)度和時間延遲信息，可以獲得高分辨率、高對比度的斷層結(jié)構(gòu)圖像，OCT 技術(shù)可以在不影響組織結(jié)構(gòu)的情況下，對人體組織進(jìn)行成像，該技術(shù)的優(yōu)勢在于既減少了傳統(tǒng)放射性檢查對人體造成的潛在傷害，又消除了人們對侵入性檢查產(chǎn)生的恐懼心理。目前OCT已經(jīng)作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)被應(yīng)用黃斑區(qū)病變，青光眼，視網(wǎng)膜血管病變等眼科疾病的診療中。在癌癥領(lǐng)域，同樣有很多科研團(tuán)隊(duì)在不斷探索OCT的應(yīng)用前景，并且在諸多期刊中展示了學(xué)術(shù)成果。

由于OCT能夠產(chǎn)生高分辨率的組織斷層影像，越來越多的醫(yī)學(xué)科研人員開始關(guān)注OCT技術(shù)在疾病診斷中的應(yīng)用價值，尤以腫瘤疾病更為突出。2009年紐約石溪大學(xué)生物工程系團(tuán)隊(duì)對OCT組織層次分辨能力進(jìn)行了測試，他們利用高分辨率OCT分別掃描了健康小鼠膀胱和尿路移行細(xì)胞癌的組織，通過與HE染色結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，OCT掃描結(jié)果能夠清晰的區(qū)分健康膀胱尿路上皮，固有層以及肌層組織。通過增強(qiáng)局部細(xì)胞運(yùn)動誘導(dǎo)的相位亂序，OCT成像能夠精確的甄別健康尿路上皮組織與惡變的細(xì)胞核形態(tài)差異。在OCT影像中能夠明顯的看到，惡變的尿路上皮細(xì)胞核暗區(qū)對比度更為明顯，并且細(xì)胞核體積更大。同時相較于健康組織，OCT能夠觀察到清晰的組織形態(tài)改變以及浸潤深度。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為OCT的這一功能有望成為腫瘤疾病內(nèi)鏡下組織光學(xué)活檢的重要手段。

同樣，在腫瘤與健康組織鑒別方面，2021年伊利諾伊大學(xué)團(tuán)隊(duì)對手術(shù)切除狗乳腺組織進(jìn)行了OCT掃描，并同時將掃描結(jié)果與HE 染色切片進(jìn)行對比。與膀胱不同的是，乳腺組織構(gòu)成更為復(fù)雜，除共有的皮膚及皮下組織外，乳腺富含腺體以及一定量的脂肪組織。這便要求OCT在成像時能夠在同一水平面同時區(qū)分更多的組織層次和類型。該團(tuán)隊(duì)沒有對OCT成像數(shù)據(jù)進(jìn)行高分辨處理，在常規(guī)參數(shù)水平下，能夠看到脂肪組織整體呈低散射性，偶見單個脂肪細(xì)胞呈高散射（白色）輪廓，形成蜂窩狀外觀（圖A.D).乳腺組織呈中高散射，具有可辨別的組織結(jié)構(gòu)，小葉組織結(jié)構(gòu)和高細(xì)胞密度清晰可見（圖B.E)。相比之下，乳腺腫瘤表現(xiàn)出高散射和更高的組織致密性，組織外觀雜亂無章（圖C.F)。

OCT除應(yīng)用于觀察組織形態(tài)外，2022年阿德萊德大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)利用它莫西芬對不同類型的乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記，該課題以OCT影像技術(shù)能夠區(qū)分經(jīng)特異標(biāo)記后的ER(+)與ER(-)乳腺癌細(xì)胞為假設(shè)，通過將共聚焦顯微鏡技術(shù)與OCT融合，得出結(jié)論OCT可以準(zhǔn)確區(qū)分ER(+/-)乳腺癌細(xì)胞群。團(tuán)隊(duì)成員利用抗雌激素藥物它莫西芬與雌激素受體(ER)特異性結(jié)合這一特性，針對ER設(shè)計(jì)了一組綠色熒光探針，通過體外將探針與ER(+)細(xì)胞MCF7以及ER(-)細(xì)胞MDA-MB-231進(jìn)行共孵育后，對活細(xì)胞進(jìn)行了OCT以及共聚焦掃描。在細(xì)胞密度方面，OCT鏡下能夠看到它莫西芬對MCF7表現(xiàn)出更顯著的抑制效應(yīng)，并且通過共聚焦圖像合并，OCT觀察到的細(xì)胞團(tuán)位置與綠色熒光標(biāo)記的ER細(xì)胞相對應(yīng)。

OCT直接觀察器官形態(tài)改變

除泌尿系腫瘤與乳腺癌外，許多學(xué)者應(yīng)用OCT在其他腫瘤疾病中也進(jìn)行諸多研究，包括腫瘤體積測量，手術(shù)邊緣評估，甚至OCT技術(shù)可以在良惡性腫瘤的鑒別方便提供數(shù)據(jù)支持。作為一種正在應(yīng)用于新領(lǐng)域的成熟成像方法，OCT的優(yōu)勢。首先，OCT可以提供非侵入性，高質(zhì)量的詳細(xì)圖像。通過光學(xué)、電學(xué)和圖像處理，OCT可以提供微米級分辨率的組織圖像，以及高分辨率的3D成像，可用于疾病的早期診斷和治療。另外，OCT可以在解剖結(jié)構(gòu)方面對軟組織進(jìn)行對比，便于對軟組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，對癌癥的早期診斷具有重要意義。此外，OCT可以集成到小探頭和導(dǎo)管中，使其適合進(jìn)入內(nèi)臟進(jìn)行癌癥成像和診斷。由于OCT本身的穿透深度和視野有限，腫瘤學(xué)家很難從小面積組織的圖像中進(jìn)行判斷。此外，在評估術(shù)中腫瘤邊緣時成像深度有限，通常在2mm以內(nèi)，這極大地限制了其在手術(shù)中的應(yīng)用。而且，使用小探頭和導(dǎo)管成像時，很難很好地固定探頭或成像模塊，因此很難獲得清晰的圖像。因此，OCT未來發(fā)展的第一步是提高成像深度，并結(jié)合人工智能算法和多種成像方法，使其能夠在相對較大的深度和視野下進(jìn)行成像。其次，在OCT本身超高采樣速度和高分辨率的優(yōu)勢下，未來OCT有望采用多幀合成技術(shù)來提高采樣的穩(wěn)定性;最后，OCT技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步與其他學(xué)科和技術(shù)融合，如人工智能、醫(yī)學(xué)圖像分析、智能機(jī)械制造、安全環(huán)保的新材料工藝等。它不僅可以用于疾病早期診斷和促進(jìn)科學(xué)研究，為成像測量提供更客觀、精確的依據(jù)，還可以為疾病的常規(guī)檢測提供更安全、更快捷、更便宜的技術(shù)解決方案。

1. 1.    Yuan Z, Chen B, Ren H, Pan Y. On the possibility of time-lapse ultrahigh-resolution optical coherence tomography for bladder cancer grading. J Biomed Opt. 2009 Sep-Oct;14(5):050502.
2. 2.    Ren H, Waltzer WC, Bhalla R, Liu J, Yuan Z, Lee CS, Darras F, Schulsinger D, Adler HL, Kim J, Mishail A, Pan Y. Diagnosis of bladder cancer with microelectromechanical systems-based cystoscopic optical coherence tomography. Urology. 2009 Dec;74(6):1351-7.
3. 3.   Scolaro L, Lorenser D, Quirk BC, Kirk RW, Ho LA, Thomas E, Li J, Saunders CM, Sampson DD, Fuller RO, McLaughlin RA. Multimodal imaging needle combining optical coherence tomography and fluorescence for imaging of live breast cancer cells labeled with a fluorescent analog of tamoxifen. J Biomed Opt. 2022 Jul;27(7):076004.
4. 4.   Muller BG, Swaan A, de Bruin DM, van den Bos W, Schreurs AW, Faber DJ, Zwartkruis EC, Rozendaal L, Vis AN, Nieuwenhuijzen JA, van Moorselaar RJ, van Leeuwen TG, de la Rosette JJ. Customized Tool for the Validation of Optical Coherence Tomography in Differentiation of Prostate Cancer. Technol Cancer Res Treat. 2017 Feb;16(1):57-65.