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光学相干断层扫描血流成像(OCTA)技术用于引导外科手术实现高精度的肿瘤消融

2022-05-06作者:浏览次数:14  来源:北京心联光电科技有限公司
近日国际顶尖杂志期刊THERANOSTICS(影响因子8.063)发表了一篇文章首次提出了使用光学相干断层扫描血流成像(OCTA)技术用于引导与外科手术激光相结合,实现高精度的肿瘤消融。
   肿瘤一直是医学研究的重点,关于肿瘤的临床诊断与治疗也一直是科学人员的重点关注方向。基于OCTA的强大功能和特性,最近研究报道有学者将其用在监测肿瘤及周围血管并用来辅助手术,以便于切除肿瘤时能精确的避开其他血管,无需外源性造影剂即可准确显示肿瘤边缘和血管。Nitesh Katta等在小鼠移植性脑癌模型中,利用OCTA图像引导达到精确无血的切除肿瘤。研究结果表明,OCTA的血管造影和断层扫描图像可以快速将肿瘤边缘和相关血管进行成像,以实现精确的手术切除。此研究中原型激光手术系统能够精确地凝固和消融,OCTA用于监测凝固程度、消融效果和侧支损伤程度,对无血激光消融手术的可视化提供了强有力的支撑。
血管造影和肿瘤切缘成像



A)小鼠#1的共聚焦荧光显微镜Z投影(皮质表面-250 µm)。可见表达RFP(红色)和血管系统(绿色)的癌细胞。B)小鼠#1OCT血管造影(红色),衰减系数小于5.7的5.7 mm -1(绿色)Z投影(皮质表面-2 mm)。C)距皮层表面550 µm的横截面为5 µm厚的组织学。D)共聚焦荧光显微镜观察小鼠#2的Z投影(皮质表面-250 µm)。E)小鼠#2的OCT血管造影(红色),衰减系数小于5.7 mm -1(绿色)Z投影(皮质表面-2 mm)。F)具有肿瘤区域(蓝色)的B扫描(图E中的水平线)表明衰减系数小于5.7mm -1。注意不同的比例尺。
影像引导下的精确凝血

         A)凝结前(2号小鼠)OCT血管造影数据的最大强度投影。B)凝结后(2号小鼠)OCT血管造影数据的最大强度投影。C)凝结前(灰色)和凝结后(红色)的突出区域的去相关值。
在OCTA指导下进行精确的激光消融

 
 A)治疗前小鼠#4的OCT Z投影(皮质表面-2.5 mm)指示脉管系统(红色)和肿瘤(绿色,衰减系数小于5.7 mm -1)。B)体积图,肿瘤区域(白色,衰减系数小于5.7 mm -1)覆盖在OCT强度(蓝色)上。C)凝固后,最大强度投影与A相同。D)消融后的最大强度投影与A和C相同。E)消融后B扫描(灰色),消融前肿瘤边缘(蓝色)重叠。F)在记录B扫描图E)的区域中H&E染色的冠状组织切片。
       在此研究中充分的显示了OCTA技术探测深度深,无需荧光标记或造影剂的特点,并且能快速呈现微米级别的脑部微循环血管成像,极大的弥补了之前手术中的不足和问题,将对神经外科及肿瘤的手术治疗起到良好的辅助作用。

参考文献
Katta N, Estrada AD, McElroy AB, et al. Laser brain cancer surgery in a xenograft model guided by optical coherence tomography. Theranostics. 2019;9(12):3555–3564. Published 2019 May 26. doi:10.7150/thno.31811
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