精准的恶性肿瘤根治性切除即将实现——PET-荧光术中双模融合分子影像系统

精准的恶性肿瘤根治性切除即将实现
——PET-荧光术中双模融合分子影像系统

北京锐视康科技发展有限公司副总裁，博士

2015年2月CA期刊发布《2012年全球癌症统计》显示，全球约有1400,000新发肿瘤病例，八百二十万患者死于癌症，每年癌症带来的经济损失超过一万亿美元，是世界上造成经济损失最大的一种疾病。目前，手术治疗仍旧是大部分肿瘤的主要治疗手段，大约90%的肿瘤使用手术作为诊断和分期的工具，病人的术后生存期和生存质量与手术切除彻底程度密切相关。

然而，国际医学影像权威学者、美国弗吉尼亚大学放射系的放射系主任Bruce J.Hillman教授在2010年发表专题论文指出：常规医学影像技术，如电子计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）、正电子发射断层显像（PET）等，难以突破直径小于5毫米的微小肿瘤有效成像的灵敏度瓶颈，医生无法在手术前识别微小肿瘤。同样，术前肿瘤活检主要以结构成像的超声作为引导手段，无法对肿瘤进行功能性引导，存在小肿瘤活检定位困难，需要重复检查的问题。

而且，癌症外科手术中的微小病灶的确认，关乎是否完成了根治性手术，直接关系到病人的预后。特别是消化道外科手术中如何应用分子影像系统准确辨认肿瘤的区域淋巴结扩散，以及远隔淋巴结转移的以指导临床实现外科手术的精准化和个体化治疗仍然是亟待解决的关键问题。早在2003年，美国哈佛医学院的John V. Frangioni教授便在J.Biomed.Opt上发表论文指出，在癌症手术中缺少适合外科医生的成像设备。直到目前，多数外科医生在术中仍旧只能通过肿瘤的外形、组织病理学特征和个人经验做出判断，无法对肿瘤的大小、边界和肿瘤是否彻底清除做出客观、准确的判断。

因此，做到肿瘤根治手术中有效识别微小肿瘤病灶、确定肿瘤边界、发现微小的淋巴结转移和相关的微转移，实现肿瘤的精准、规范、个体化的根治性手术是改善重大疾病治疗效果、提高病人生存质量、显著节约医疗资源，减少过度治疗的关键问题。

2008年诺贝尔化学奖得主钱永健教授用荧光显微镜引导切除小鼠的肿瘤组织，提出了光学分子影像手术导航的概念。随着相关技术的进一步发展和完善，近红外荧光成像技术的应用，可以为临床医生提供有效帮助, 进行肿瘤病灶的精准手术切除，轰动了国际分子影像和肿瘤外科领域。但是单模态的荧光成像受限于组织对光子的强烈散射和吸收，组织深处的信号难以穿透至表面，因此对深处肿瘤的灵敏度低，仅能有效探测浅表处的肿瘤，无法进行大面积深度病灶的检查。同时能应用于手术的荧光物质难以进行化学修饰，存在靶向性较差的问题。

为了克服成像深度、肿瘤探测不灵敏的问题，锐视康公司领导的团队将荧光成像技术与正电子发射断层成像结合在一起，用于肿瘤外科手术和微小肿瘤检测，更好地解决肿瘤外科手术问题，提高成像的深度分辨力与靶向性。其中正电子发射断层成像（Positron Emission Tomography，PET），作为核医学领域最先进的临床检查影像技术，可提供病灶区域详尽的功能与代谢等分子信息，具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点。与荧光成像相比，PET成像探测到的高能伽马射线可以顺利穿透人体深部组织，受组织深度影响小，对深处肿瘤的定位、探测具有很大的优势。传统PET探测器系统的几何结构主要是环状，其探测器的机械结构会在手术中干扰医生的操作，因此针对局部成像定制的平板探测器系统有更高的灵敏度，而且其结构紧凑，工程上易于实现且使用灵活，方便和其他医疗设备配合，方便医生在手术过程中判断病灶是否完全切除。

PET-荧光双模融合成像系统理论上可以在术中针对肿瘤部位进行精确引导，PET成像探测深度深，正电子核素对肿瘤组织的靶向性好，术中检测灵敏度高，荧光成像具有微小病灶分辨率高，灵敏度好，高精度术中定位等优点。PET-荧光双模融合成像设备具有优势互补，对全面精确检测术中微小病灶及转移灶的发现具有重要意义和临床使用价值。利用平板PET和荧光成像相结合的肿瘤外科手术导航方案及手术期肿瘤病人的精确诊断，目前在国际上没有先例，在技术上属于国际首创，具有重要临床意义。

PET-荧光双模融合分子影像系统示意图

北京锐视康科技发展有限公司联合国内相关领域的优势单位，研发出PET-荧光双模融合分子影像系统，用于术中肿瘤精准定位与切除，合理规范的淋巴结清扫，准确发现根治手术区域外的肿瘤微小转移病灶，实现精准的基于分子影像学的精确指导，肿瘤的外科手术更加合理，准确和规范。项目目标是全面研究专门适用于术中PET的新型探测器、术中荧光引导系统、双模态融合与机械集成技术、术中双模态导航成像与分析应用软件系统等内容，并建立相应的质量管理体系和制度、企业标准或者行业标准，形成完整的自主知识产权，取得CFDA的产品生产许可证和产品注册证，进行产业化推广以及应用示范。

由于该系统涉及核电子、光学、信息、材料、精密机械等多个学科的前沿技术。项目的启动将有助于带动核素成像技术、光学成像技术、相关电子元器件、医学图像处理、精密仪器制造技术等方面的快速发展，促进核医学和光学在医疗领域内的发展。同时，本项目将通过“产学研医检”的合作模式，试点创新型的管理、运行机制，打造国内一流、国际上有重要影响的分子医学影像产业技术工程中心和高层次人才培养基地，极大地弥补目前肿瘤术中缺少高端影像设备引导的现状，通过双模态的优势互补，实现对病人术中精准治疗，提高我国的医疗保健水平，符合目前我国对重大、高发疾病治疗的需求；对于癌症患者而言，该系统可以帮助医生实现精准的根治性切除，降低肿瘤的转移概率，提高患者术后的生存质量，为癌症患者带来了福音。

刘力