得益于达特茅斯工程学院和威斯康星大学麦迪逊分校医学物理系研究人员的共同努力，一种帮助外科医生实时区分癌症和健康组织的新方法更接近现实。他们的研究成果今天发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，展示了一种利用压力来揭示血管较差的病变组织的方法，这种病变组织的特点是氧气含量低——这是许多恶性肿瘤的标志。

“即使在正常组织中，施加压力也会减少血流量，从而降低组织氧含量，”达特茅斯工程学院研究员、这项研究的第一作者 Arthur Pétusseau Th'23 说道。“这就像当你用手指按压手部皮肤然后松开时，你可以看到血液迅速回流。但在肿瘤中，这种效果是持续的，因为肿瘤中的血流要慢得多。虽然正常组织可以在几秒钟内重新充氧，但肿瘤可能需要长达五分钟的时间。我们利用这种差异在恶性组织和正常组织之间形成高对比度。”

最具侵袭性、生长最快的肿瘤往往血流效率最低，因此更容易出现缺氧。研究人员开发了一种成像系统，当外科医生对组织施加压力时，该系统能够测量组织氧含量的变化。该系统利用专门的摄像头捕捉缺氧激活的成像剂发出的荧光信号。

“虽然市面上有很多测氧设备，比如智能手表上的血氧饱和度探头，但我们的技术的独特之处在于，它可以绘制细胞内氧气分布图，并向外科医生提供实时反馈，”Pétusseau 说道。“这使得它有可能用于许多不同的应用，不仅适用于外科手术，还适用于任何缺氧是组织患病指标的情况。”

该系统被命名为“压力增强组织氧合传感”，简称“PRESTO”。对于佩图索来说，这个名字是偶然的。“我不是英语母语人士，我不知道&luo;presto&ruo;是魔术师在展示某样东西时说的话。但这就是这项技术的本质——在组织上施加压力后肿瘤中出现的信号。”

该团队刚刚开始与达特茅斯健康中心皮肤病学系合作对 PRESTO 进行人体临床研究。“这项技术的一个主要优势是，由于它依赖于组织氧含量，而不仅仅是组织中成像剂的分布，因此它可以用于体内任何类型的肿瘤，”Pétusseau 继续说道。“我们认为皮肤是在真实情况下测试我们技术的良好第一途径，因为 PRESTO 中使用的成像剂已经是皮肤癌治疗的标准组成部分，而且皮肤癌是美国最常见的癌症之一。”

达特茅斯学院工程学兼职教授、威斯康星大学麦迪逊分校医学物理学教授、DoseOptics 总裁兼联合创始人 Brian Pogue 表示：“威斯康星大学和达特茅斯学院团队的这项工作对手术指导具有很高的价值，是我们多年努力的结果，尤其是主要作者 Arthur 和 Marien Ochoa 的努力。”DoseOptics 是一家放射治疗成像技术公司，由Pétusseau的几位同事创立和经营。

事实上，PRESTO 相机是基于 DoseOptics 相机的核心，改进了采集时间，从而实现了实时成像。PRESTO 的成功以及 DoseOptics 树立的创业榜样，激励 Pétusseau 与 Pogue 和达特茅斯工程学院教授兼 DoseOptics 首席科学家Petr Brůža共同创立了一家新公司“Hypoxia Surgical” 。

“我认为达特茅斯对创业的支持令人惊叹，”佩图索说。“技术转让办公室非常有用，在攻读博士学位期间，我参加了马格努森中心创新加速器。我甚至获得了他们的 Stu Trembly 奖，这有助于生成本文中的一些数据。DoseOptics 和 Hypoxia Surgical 的首席执行官 Bill Ware [Th'94] 在该领域拥有丰富的经验，而 Brůža 和 Pogue 教授在创业方面拥有丰富的专业知识，也给予了我极大的支持。”