Projektbeschreibung
Tomographiemikroskopie für die intraoperative histopathologische Analyse
Die Histologie, also die Analyse von Gewebe und Zellen mit einem Mikroskop, ist wichtig für die Diagnose, die Bestimmung des Stadiums und die Behandlungsrichtung bei Krebs. Dafür ist die Entnahme von Biopsien erforderlich, die dann für spätere Untersuchungen geteilt und gefärbt werden. Doch die Färbung ist in vivo nicht möglich und die endgültige Gewebeanalyse kann erst nach mehreren Stunden durchgeführt werden. Das EU-finanzierte Projekt SpeckleCARS soll die schnelle, markierungsfreie Tomographiemikroskopie mit Vibrationsempfindlichkeit entwickeln, mit der 3D-Bilder mit einer Qualität erzeugt werden, die mit den herkömmlichen gefärbten Proben vergleichbar ist. Bei der Verwendung eines Breitbandreflexionsschemas und markierungsfreien Kontrastmitteln ist keine Gewebeentnahme erforderlich und die intraoperativen 3D-Histologiedaten stehen sofort zur Verfügung.
Ziel
Histology is central to the diagnosis, staging, and treatment of cancers. It requires the removal of small regions of suspect tissues (biopsies) that are later sectioned and stained with haematoxylin and eosin (HE). However, histology suffers from major weaknesses: First the standard HE protocol cannot work in vivo and requires ex vivo biopsies. Second HE is labour intensive, time consuming and the final tissue sections inspection is possible only after 12 hours. A faster but less accurate protocol, known as extemporaneous histology, can be performed in 40 min and is used in an intra-operative context to guide surgeries. The SpeckleCARS project aims to develop for the first time fast label free tomography microscopy with vibrational sensitivity to provide images with tridimensional improvement as compared to extemporaneous histology and in near-perfect concordance with conventional stained HE histology. This pioneering approach overcomes all the previous challenges: Using a wide field reflection scheme and label free contrast rules out all the drawbacks due to tissue removal and external labelling. It provides instantaneous intraoperative 3D histological data, improving the accessibility and accuracy of tumour detection, diagnosis and treatment. Combining the latest advances in 3D tomography reconstruction algorithms, high power laser systems together with key innovations in random speckle illumination and hyperspectral vibrational imaging, the SpeckleCARS project will provide for the first time volumetric histology imaging in real time over large (mm) fields of view without the need of tissue removal. To demonstrate the power of the developed technologies both ex vivo human and in vivo mouse cancer assessments will be conducted in collaboration with pathologists. The SpeckleCARS approach is broadly applicable to all cancer types and to any tissue diagnostic requiring histological data, so the project breakthroughs will benefit many medical and biology applications.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC - Support for frontier research (ERC)Gastgebende Einrichtung
75794 Paris
Frankreich