第一部分MR/SERRS成像指导头颈鳞癌切除的实验研究目的:头颈部鳞状细胞癌以浸润性生长、易形成卫星灶为特征,预后不佳。术中精准确定肿瘤浸润程度是精确切除肿瘤的关键。高灵敏度高特异性成像引导头颈鳞癌精准切除已成为临床治疗的迫切要求。方法:我们开发了一种基于磁共振和表面增强共振拉曼散射光学技术的多模态成像的纳米探针Au NS-Cy7-Gd-PEG,它以金纳米星为核心,拉曼报告分子Cy7和磁共振成像剂Gd通过巯基结合在纳米金星表面,最外层包裹PEG。通过将兔源性的VX2肿瘤组织悬液接种于兔咬肌内,构建头颈部肿瘤的动物模型,模拟头颈鳞癌的生长及生物学行为,并将其随机分为白光引导和拉曼引导下的手术切除组。结果:应用Au NS-Cy7-Gd-PEG后24小时后,拉曼成像指导的切除组应用拉曼光谱仪指导手术,肿瘤组织内可在509 cm-1和541cm-1处探测到特征性的拉曼双峰,而在周围正常组织内未见有特征性拉曼双峰存在。主病灶切除之后,继续调整激光探头的方向,探测瘤床周围可能存在的残存瘤灶和隐匿在周围的卫星灶,直至探测不到特征拉曼峰为止。病理学检查和拉曼光谱仪对病理切片的对比显示,纳米探针能精确的勾画肿瘤的边界,电镜显示纳米探针特异性聚积在肿瘤细胞内,在周围正常组织未见探针聚积;并在主病灶周围可以探测到卫星灶的存在。与白光指导的手术切除组相比,拉曼成像指导的手术切除的肿瘤残存率与白光切除组有显著差异(10%vs 70%,p=0.02)。与白光切除组比较,拉曼成像指导的手术切除显著延长了兔的生存时间(P<0.0001)。结论:基于MR/SERRS双模态成像的纳米探针指导头颈肿瘤手术切除,具有高灵敏度、高特异性、术中实时成像的优势,有助于实现肿瘤的精准切除。第二部分头颈鳞癌淋巴结转移动物模型的建立及MR-SERRS成像研究目的:传统的影像检查方法对于头颈鳞癌淋巴结转移的判定仍不理想。我们利用基于MR/SERRS的多模态成像具有高敏感性和实时成像的特点,研究术中快速诊断转移淋巴结的可行性。方法:通过构建兔源性VX2肿瘤的颈部淋巴结转移动物模型来模拟HNSCC颈部淋巴结转移,并利用MRI-SERSS双模态成像来指导颈部淋巴结转移的识别。结果:术前MRI平扫可见转移淋巴结成等或稍低信号,边界模糊;增强扫描之后,可见淋巴结边缘强化相对明显,中心大部分区域无明显强化,转移淋巴结平扫(0.91±0.07)和增强(1.08±0.08)的信号强度有统计学差异(P<0.001)。注入探针24小时之后,进行SERRS引导的淋巴结切除,拉曼信号强度分析可见转移淋巴结(138±39)与非转移淋巴结(370±38)的信号强度之间有显著差异(P<0.001)。结论:术中MR/SERRS成像的应用,可以快速判定颈部淋巴结的状态,为提高淋巴结切除的精准性提供了可能,有助于改善预后。