精準(zhǔn)的惡性腫瘤根治性切除即將實現(xiàn)
——PET-熒光術(shù)中雙模融合分子影像系統(tǒng)

北京銳視康科技發(fā)展有限公司副總裁，博士

2015年2月CA期刊發(fā)布《2012年全球癌癥統(tǒng)計》顯示，全球約有1400,000新發(fā)腫瘤病例，八百二十萬患者死于癌癥，每年癌癥帶來的經(jīng)濟損失超過一萬億美元，是世界上造成經(jīng)濟損失最大的一種疾病。目前，手術(shù)治療仍舊是大部分腫瘤的主要治療手段，大約90%的腫瘤使用手術(shù)作為診斷和分期的工具，病人的術(shù)后生存期和生存質(zhì)量與手術(shù)切除徹底程度密切相關(guān)。

然而，國際醫(yī)學(xué)影像權(quán)威學(xué)者、美國弗吉尼亞大學(xué)放射系的放射系主任Bruce J.Hillman教授在2010年發(fā)表專題論文指出：常規(guī)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，如電子計算機斷層掃描（CT）、磁共振成像（MRI）、正電子發(fā)射斷層顯像（PET）等，難以突破直徑小于5毫米的微小腫瘤有效成像的靈敏度瓶頸，醫(yī)生無法在手術(shù)前識別微小腫瘤。同樣，術(shù)前腫瘤活檢主要以結(jié)構(gòu)成像的超聲作為引導(dǎo)手段，無法對腫瘤進行功能性引導(dǎo)，存在小腫瘤活檢定位困難，需要重復(fù)檢查的問題。

而且，癌癥外科手術(shù)中的微小病灶的確認，關(guān)乎是否完成了根治性手術(shù)，直接關(guān)系到病人的預(yù)后。特別是消化道外科手術(shù)中如何應(yīng)用分子影像系統(tǒng)準(zhǔn)確辨認腫瘤的區(qū)域淋巴結(jié)擴散，以及遠隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的以指導(dǎo)臨床實現(xiàn)外科手術(shù)的精準(zhǔn)化和個體化治療仍然是亟待解決的關(guān)鍵問題。早在2003年，美國哈佛醫(yī)學(xué)院的John V. Frangioni教授便在J.Biomed.Opt上發(fā)表論文指出，在癌癥手術(shù)中缺少適合外科醫(yī)生的成像設(shè)備。直到目前，多數(shù)外科醫(yī)生在術(shù)中仍舊只能通過腫瘤的外形、組織病理學(xué)特征和個人經(jīng)驗做出判斷，無法對腫瘤的大小、邊界和腫瘤是否徹底清除做出客觀、準(zhǔn)確的判斷。

因此，做到腫瘤根治手術(shù)中有效識別微小腫瘤病灶、確定腫瘤邊界、發(fā)現(xiàn)微小的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和相關(guān)的微轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)腫瘤的精準(zhǔn)、規(guī)范、個體化的根治性手術(shù)是改善重大疾病治療效果、提高病人生存質(zhì)量、顯著節(jié)約醫(yī)療資源，減少過度治療的關(guān)鍵問題。

2008年諾貝爾化學(xué)獎得主錢永健教授用熒光顯微鏡引導(dǎo)切除小鼠的腫瘤組織，提出了光學(xué)分子影像手術(shù)導(dǎo)航的概念。隨著相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展和完善，近紅外熒光成像技術(shù)的應(yīng)用，可以為臨床醫(yī)生提供有效幫助, 進行腫瘤病灶的精準(zhǔn)手術(shù)切除，轟動了國際分子影像和腫瘤外科領(lǐng)域。但是單模態(tài)的熒光成像受限于組織對光子的強烈散射和吸收，組織深處的信號難以穿透至表面，因此對深處腫瘤的靈敏度低，僅能有效探測淺表處的腫瘤，無法進行大面積深度病灶的檢查。同時能應(yīng)用于手術(shù)的熒光物質(zhì)難以進行化學(xué)修飾，存在靶向性較差的問題。

為了克服成像深度、腫瘤探測不靈敏的問題，銳視康公司領(lǐng)導(dǎo)的團隊將熒光成像技術(shù)與正電子發(fā)射斷層成像結(jié)合在一起，用于腫瘤外科手術(shù)和微小腫瘤檢測，更好地解決腫瘤外科手術(shù)問題，提高成像的深度分辨力與靶向性。其中正電子發(fā)射斷層成像（Positron Emission Tomography，PET），作為核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最先進的臨床檢查影像技術(shù)，可提供病灶區(qū)域詳盡的功能與代謝等分子信息，具有靈敏、準(zhǔn)確、特異及定位精確等特點。與熒光成像相比，PET成像探測到的高能伽馬射線可以順利穿透人體深部組織，受組織深度影響小，對深處腫瘤的定位、探測具有很大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)PET探測器系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)主要是環(huán)狀，其探測器的機械結(jié)構(gòu)會在手術(shù)中干擾醫(yī)生的操作，因此針對局部成像定制的平板探測器系統(tǒng)有更高的靈敏度，而且其結(jié)構(gòu)緊湊，工程上易于實現(xiàn)且使用靈活，方便和其他醫(yī)療設(shè)備配合，方便醫(yī)生在手術(shù)過程中判斷病灶是否完全切除。

PET-熒光雙模融合成像系統(tǒng)理論上可以在術(shù)中針對腫瘤部位進行精確引導(dǎo)，PET成像探測深度深，正電子核素對腫瘤組織的靶向性好，術(shù)中檢測靈敏度高，熒光成像具有微小病灶分辨率高，靈敏度好，高精度術(shù)中定位等優(yōu)點。PET-熒光雙模融合成像設(shè)備具有優(yōu)勢互補，對全面精確檢測術(shù)中微小病灶及轉(zhuǎn)移灶的發(fā)現(xiàn)具有重要意義和臨床使用價值。利用平板PET和熒光成像相結(jié)合的腫瘤外科手術(shù)導(dǎo)航方案及手術(shù)期腫瘤病人的精確診斷，目前在國際上沒有先例，在技術(shù)上屬于國際首創(chuàng)，具有重要臨床意義。

PET-熒光雙模融合分子影像系統(tǒng)示意圖

北京銳視康科技發(fā)展有限公司聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢單位，研發(fā)出PET-熒光雙模融合分子影像系統(tǒng)，用于術(shù)中腫瘤精準(zhǔn)定位與切除，合理規(guī)范的淋巴結(jié)清掃，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)根治手術(shù)區(qū)域外的腫瘤微小轉(zhuǎn)移病灶，實現(xiàn)精準(zhǔn)的基于分子影像學(xué)的精確指導(dǎo)，腫瘤的外科手術(shù)更加合理，準(zhǔn)確和規(guī)范。項目目標(biāo)是全面研究專門適用于術(shù)中PET的新型探測器、術(shù)中熒光引導(dǎo)系統(tǒng)、雙模態(tài)融合與機械集成技術(shù)、術(shù)中雙模態(tài)導(dǎo)航成像與分析應(yīng)用軟件系統(tǒng)等內(nèi)容，并建立相應(yīng)的質(zhì)量管理體系和制度、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成完整的自主知識產(chǎn)權(quán)，取得CFDA的產(chǎn)品生產(chǎn)許可證和產(chǎn)品注冊證，進行產(chǎn)業(yè)化推廣以及應(yīng)用示范。

由于該系統(tǒng)涉及核電子、光學(xué)、信息、材料、精密機械等多個學(xué)科的前沿技術(shù)。項目的啟動將有助于帶動核素成像技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、相關(guān)電子元器件、醫(yī)學(xué)圖像處理、精密儀器制造技術(shù)等方面的快速發(fā)展，促進核醫(yī)學(xué)和光學(xué)在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展。同時，本項目將通過“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)檢”的合作模式，試點創(chuàng)新型的管理、運行機制，打造國內(nèi)一流、國際上有重要影響的分子醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)業(yè)技術(shù)工程中心和高層次人才培養(yǎng)基地，極大地彌補目前腫瘤術(shù)中缺少高端影像設(shè)備引導(dǎo)的現(xiàn)狀，通過雙模態(tài)的優(yōu)勢互補，實現(xiàn)對病人術(shù)中精準(zhǔn)治療，提高我國的醫(yī)療保健水平，符合目前我國對重大、高發(fā)疾病治療的需求；對于癌癥患者而言，該系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生實現(xiàn)精準(zhǔn)的根治性切除，降低腫瘤的轉(zhuǎn)移概率，提高患者術(shù)后的生存質(zhì)量，為癌癥患者帶來了福音。

劉力