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高等级胶质瘤成像 惧怕胶质瘤切不洁净?术中近红外成像帮你辨清肿瘤规模

来源:网络 2020年07月28日 11:07   作者:fashion 高级别胶质瘤成像 肿瘤 图像

比较于平扫,MRI 增强扫描有助于明晰肿瘤的边际,但是术中咱们无法实时经过 MRI 来了解手术进程中肿瘤是否全切、是否有残留。近些年来,术中图画导航体系(依据超声原理)在必定程度上可以协助神经外科医生在手术进程中评价肿瘤的鸿沟,但因为术中脑安排的移位、牵拉以及图画分辨率低,简单导致肿瘤定位不精确。

在上个世纪九十年代,有人提出经过在术中打针第二代光敏剂 5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)来进行术中实时定位,5-ALA 是四氢吡咯(四氢吡咯是构成血红素、细胞色素、维生素 B12 的物质)的前缀化合物,可以用来术中评价肿瘤的规模。有研讨显现,在高等级胶质瘤手术中运用 5-ALA 进行肿瘤规模辨识,可以进步肿瘤全切率及进步患者的远期生存率。

但是 5-ALA 为什么没有在全球遍及呢?原因有二:一方面,5-ALA 没有取得 FDA 的同意,另一方面,因为 5-ALA 的脑皮层浸透深度低、简单在正常皮层安排中构成自体荧光构成搅扰、肝毒性等。

近期,有学者测验经过近红外染料-吲哚菁绿(ICG)在术前对肿瘤的鸿沟进行辨识,但是这种方法不能供给肿瘤鸿沟的实践数值,虽然 ICG 使肿瘤外表的血管增强显现,但 ICG 简单被铲除并留下显着的布景噪声。

最近,宾夕法尼亚大学隶属医院神经外科的 Lee 教授等经过运用一种「第二窗口 ICG」的近红外光学成像技能在颅内肿瘤手术进程中辨识肿瘤的鸿沟,取得了不错的效果,该研讨成果发表于近期的 Neurosurgery 杂志上。

与过往 ICG 荧光造影进程不同的是,ICG 在运用前需溶解在高浓度的氯化钠中,而且在术前 24 小时打针到患者静脉中。在人体中,ICG 的激起光光谱坐落 780~790 nm,发射光光谱坐落 805~820 nm;在这个光谱窗中,ICG 具有激烈的荧光比照性,其他人体物质(水、血红蛋白、色素)无法对其构成搅扰。

在 ICG 打针后的 24 小时中,因为肿瘤构成血脑屏障损坏,小分子荧光剂可以进入到肿瘤安排中,肿瘤血管的引流速度较慢,构成了浸透-停留效应,因而荧光剂可以在肿瘤安排中留滞。本研讨还发现,术前增强 MRI 所运用的钆剂可以增强 ICG 出现的肿瘤-布景荧光比照度,使近红外图画出现的肿瘤鸿沟更明晰、精确。

下面咱们来看看怎么运用近红外技能对肿瘤鸿沟进行辨识:

操作过程

一切患者术前都经过 MRI 查看,手术前 24 小时承受 5 mg/kg ICG 打针,在开颅前均承受 0.5 mg/kg 甘露醇及 10 mg 地塞米松静脉打针。

当硬膜翻开后,下降手术室灯火亮度,防止光敏剂发生光化学反应对大脑皮层构成损害,随后将近红外体系的摄像头放置于术野中(图 1)。


图 1 Visionsense Iridium 开放式可视化近红外光学成像体系 摄像机和镜头固定于可弹性臂上,并可将其悬挂于手术视野上。有 2 个光源:激光器调谐到 805nm(底部)和可见光的卤素光源等(未示出)。 相机体系一起获取可见光图画和近红外图画,经过组成图画将 NIR 图画显现为伪彩掩盖至可见图画上

收集近肿瘤及周围正常皮层安排的近红外信号,终究依据近红外图画显现的肿瘤鸿沟进行肿瘤切除,术后进行冰冻切片病理查看。

典型病例图画如下:



图 2 一个确诊为左顶叶胶质瘤的患者 A:T1 加权像,钆剂增强 MRI 图画,感兴趣区坐落左边顶叶肿瘤的比照增强区域与对侧相同区域,核算 MRI T1 像信号比率、FLAIR 序列;B:FLAIR 序列图画;C:开颅及翻开硬膜;D:翻开硬膜后的近红外图画,近红外信号成亮黄色/赤色掩盖在可见光图画上;E:肿瘤大部分切除后的可见光图画;F:肿瘤切除术后可调查到瘤腔深部还残藏着亮黄色/赤色的信号,将剩余有近红外信号的脑安排切除后送冰冻切片检测



图 3 一个确诊为左额叶胶质瘤的患者,术中唤醒进行言语区符号 A:T1 加权像,钆剂增强 MRI 图画;B:FLAIR 序列;C:翻开硬膜后的可见光图画;D:近红外信号图画,在符号 5 与符号 6 之间的区域可以调查到信号显着与周围的脑安排不同;E:肿瘤切除中的可见光图画;F:肿瘤切除中的近红外荧光图画,因为符号 5、符号 6 为言语区,为了避开这两个区域,挑选了向头侧切开皮层,找到肿瘤


图 4 A:MRI 比照增强图画提示皮层下 13 mm 存在一环形增强的肿瘤;B:MRI 比照增强图画冠状面;C:硬膜的可见光图画;D:硬膜的近红外图画,可以调查到肿瘤的规模及血管结构;E:翻开硬膜后,可见光图画并不能知道肿瘤的深度;F:近红外图画将肿瘤与周围的正常脑安排区别开来;G:MRI 比照增强图画提示肿瘤坐落右顶叶;H:MRI 比照增强图画冠状面;I:在翻开硬膜之前,咱们从可见光图画中难以判别肿瘤的方位及鸿沟;J:翻开硬膜前,近红外图画可以看清肿瘤的鸿沟,其具有高信号-布景比照度;K:皮层的可见光图画,已切除一部分肿瘤,无法调查剩余肿瘤安排坐落何处;L:近红外图画可以清楚看到肿瘤的鸿沟以及剩余肿瘤安排

成果显现,共有 15 个归入研讨的胶质瘤患者(10 个多形性成胶质细胞瘤,1 个间变性星形细胞瘤,2 个初级星形细胞瘤,1 个青少年毛细胞型星形细胞瘤和 1 个神经节神经胶质瘤)。

术中,有 12 个患者经过近红外光学成像进行肿瘤鸿沟辨识。均匀近红外信号-布景比照度为 9.5±0.8,经过硬脑膜可调查到荧光最大本质深度为 13 mm。术前 MRI 增强的肿瘤信号-布景比照度显着增高(图 5)。


图 5 近红外信号-布景比照度 翻开硬膜后,肿瘤近红外信号(终究信号-布景比照度)是布景信号的 9.5 倍,即便封闭硬膜,肿瘤的近红外信号仍旧有终究信号-布景比照度的 61%,硬膜翻开前的信号-布景比照度为终究信号-布景比照度的 77%

病理成果显现:在钆剂增强的安排中,该技能辨识肿瘤的敏感度为 98% ,特异度为 45%。

全文总结

1. 术前增强 MRI 所运用的钆剂的剂量与术中近红外图画的肿瘤信号-布景比照度有直接的联系,所运用钆剂的剂量越高,比照度越强。

2. 此项技能在肿瘤的确诊上敏感度强,但因为肿瘤周围安排水肿或炎症可以构成血管通透性增强,构成 ICG 渗漏,故特异度较弱。

3.   此项技能可以在翻开硬膜前辨识肿瘤的方位及鸿沟,而且可以了解瘤腔是否有剩余肿瘤安排,进步肿瘤全切率,下降复发率。

编者观念:因为此项技能的特异度较低,所认为防止搅扰,引荐应用于 MRI 增强显着且肿瘤周围水肿、炎症不显着的胶质瘤。

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