[目的]恶性肿瘤是人类的第二大死亡原因,其中消化道肿瘤的发病率在各系统中排在首位,结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)作为消化道最为常见的肿瘤之一,其发病率仍呈增长趋势。CRC的预后取决于发病的阶段和诊治的时机。普通白光内镜(White light endoscopy,WLE)技术存在微小癌灶识别困难、活检局限性及漏诊误诊的问题;近年来临床上普及使用的图像增强内镜(Image enhanced endoscopy,IEE)技术强调从形态学的角度去观察和诊断消化道疾病,缺乏对肿瘤的靶向性识别能力。分子影像学(Molecular imaging,MI)是一个正在革新癌症诊疗方式的新领域,消化内镜分子影像学作为基础科学与消化内镜相结合的医工交叉科研方向成为研究热点。近红外荧光(Near-infrared fluorescence,NIRF)成像是光学分子影像研究的重要方向之一,具备高时空分辨率、无辐射和经济的优势,NIRF成像目前已应用于癌症检测、前哨淋巴结的淋巴成像检测和肿瘤外科手术的术中导航等。利用靶向荧光探针对特定分子靶标能够实现高特异性标记的特点,本研究拟研发构建适用于消化道肿瘤检测的宽视场近红外荧光分子内窥式成像设备,探索一种安全、便携、经济、实时、高效的方法,实现对CRC的宽视场近红外荧光分子内窥式成像。[方法]1、采用高分辨率光纤束、2000lx/F16的高灵敏度MKC-700HD相机、LED光源、24英寸显示屏、商用光学配件等,构建近红外荧光分子内窥式成像设备,并测试该成像设备的系统分辨率、荧光探针灵敏度等基本参数。在临床环境中检测近红外荧光分子内窥式成像设备。2、对近红外荧光分子内窥式成像设备进行应用探索研究:(1)构建结肠癌皮下移植瘤小鼠模型:在小鼠前肢腋下接种MC38结肠肿瘤细胞,并观察成瘤结果。(2)近红外荧光分子内窥式成像设备对小鼠结肠癌模型效果检测。采用尾静脉注射ICG-Cetuximab探针后进行光学成像的方式,观察设备在结肠癌皮下移植瘤和原位移植瘤小鼠模型的宽视场双通道近红外荧光分子成像效果,并与小动物PET/CT比较。[结果]1、成功研发构建了一套宽视场双通道近红外荧光分子内窥式成像设备。并对光学设计和参数组件进行了详细的说明讨论。在近红外荧光分子内窥式成像设备中使用Ikegami公司的COMS相机,采用2.2M像素1/3英寸F16 2000lux灵敏度逐行扫描CMOS传感器,达到了56d B的信噪比和1000TVL的高分辨率。可获得1092×1080像素的AVI格式视频和JPEG格式图片。使用标准分辨率靶对近红外荧光分子内窥式成像设备分辨率进行测试,双通道成像光纤检测后的分辨率为6.25微米,构建出原理样机。2、该设备的规格、成像效果可满足目前消化内镜中心临床环境的人体工程学需要,能够与消化内镜相兼容。3、利用MC38成功构建裸鼠皮下移植瘤模型。结肠癌皮下移植瘤模型裸鼠尾静脉注射200u L ICG-Cetuximab探针,去皮后皮下移植瘤可以见到显著的荧光信号。观察双通道宽视场成像系统,基于光纤的荧光成像效果。利用MC38成功构建小鼠原位结肠癌移植瘤模型。尾静脉注射ICG-Cetuximab探针,可观察到在体原位肿瘤的白光和实时近红外荧光分子成像,而小动物PET/CT存在信号干扰。[结论]1、成功构建了镜体直径3mm,包含光源、导光-成像光纤与探头、摄像机及信息处理器、视频监视系统4部分的宽视场近红外荧光分子内窥式成像设备,可以通过子镜成像的方式与现有消化内镜结合。2、动物活体成像研究表明,宽视场近红外荧光分子内窥式成像系统可以对结肠癌皮下及原位移植瘤进行清晰成像,实现了对结肠癌病变的宽视场近红外荧光分子内窥式成像。3、宽视场近红外荧光分子内镜具有无辐射、检测成本低、设备占用空间小等优点,有望为宽视场内镜下检测消化道肿瘤及癌前病变提供新的成像方式。