从光声断层扫描(PAT)的新应用中获得的信息对乳腺癌患者来说是非常有价值的。
来自圣路易斯华盛顿大学的Gene K. Beare生物医学工程系特聘教授王立宏博士和James M. McKelvey生物医学工程系教授夏尤南博士首次使用金纳米笼，利用PAT无创性地绘制了大鼠前哨淋巴结(SLN)。王的实验室是世界上最大的PAT实验室，发明了超深度光声显微镜，而夏的实验室发明了金纳米笼。
他们的工作可以最大限度地减少侵入性手术淋巴结活检程序，以确定乳腺癌是否已经转移，并减少患者暴露于放射性。纳米笼也有可能作为化疗的替代方案，通过加热来杀死目标癌症。
从热到膨胀，再到声音和图像
PAT混合了光学和超声成像，提供了包含生理或组织功能信息的高分辨率身体图像。已经存在于体内的分子(内源性分子，相对于来自体外的外源性分子)，如黑色素、血红蛋白或脂质，可以用作成像的内源性造影剂。当光照射在组织上时，造影剂吸收光，将其转化为热，并膨胀。这种扩张被检测为声音并解码成图像。
“使用纯光学成像，由于光散射，很难以高分辨率深入观察组织。有用的光子在1毫米内就会耗尽。”王解释道。“PAT将组织透明度提高了2-3个数量级，因为声音的散射比光小。这使我们能够通过听声音来透视组织。”
外源性造影剂，就像夏的团队开发的金纳米笼，可以用来对含有内源性造影剂的身体部位进行成像。这些纳米笼特别有吸引力，因为它们的特性可以调整到最佳的对比度，而且黄金是无毒的。
“通过控制合成，我们可以将纳米笼的吸收峰移动到一个允许它们在组织深处成像的区域。我们还可以将生物分子附着在纳米笼的表面，这样它们就能靶向癌细胞。”
安全成像，无放射性或手术
乳腺癌患者常对第一引流淋巴结SLN进行活检，以确定癌症是否已经转移。为了找到SLN，医生向乳房注射放射性粒子和蓝色染料。淋巴系统吞噬注入的物质，将其视为外来物质，并将其积累在淋巴网络中。放射性粒子可以通过放置在乳房上的盖革计数器来检测，以确定淋巴结的位置。然后，医生通过手术打开乳房，跟随蓝色染料，解剖SLN，”王说。
Wang和Xia的技术允许SLN在没有放射性或手术的情况下安全成像。然后，可以使用微创针活检法取出一块组织并检测癌症。王说:“我们将把侵入性外科手术转变为微创穿刺活检。”
