清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院廖洪恩課題組在腦腫瘤精準(zhǔn)診療醫(yī)工交叉領(lǐng)域取得重要進(jìn)展 時(shí)間：2019-04-25
近日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系廖洪恩教授課題組在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《診療》（Theranostics）上發(fā)表題為《雙模態(tài)光學(xué)診斷實(shí)現(xiàn)神經(jīng)外科腫瘤精準(zhǔn)在體識(shí)別》（Dual-modality optical diagnosis for precise in vivo identification of tumors in neurosurgery）的研究論文。該論文報(bào)道了一種新型光學(xué)診斷方法與系統(tǒng)，通過(guò)融合組織自體熒光光譜（AFS）信息與光學(xué)相干斷層成像（OCT）信息，實(shí)現(xiàn)腫瘤組織的快速精準(zhǔn)識(shí)別，為腫瘤疾病的臨床精準(zhǔn)診療提供了新思路。
神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤一直是診療難度最大的疾病之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)每年大約有二十五萬(wàn)新增腦腫瘤病例，而其平均五年生存率只有30%。針對(duì)大部分腦腫瘤疾病，手術(shù)切除仍然是最為有效徹底的治療方式。然而，術(shù)中實(shí)時(shí)診斷信息的嚴(yán)重匱乏，直接導(dǎo)致了術(shù)后致殘率和復(fù)發(fā)率較高，給醫(yī)生和患者造成了極大的負(fù)擔(dān)。開(kāi)發(fā)新型術(shù)中精準(zhǔn)診斷方法與系統(tǒng)，有望進(jìn)一步改善患者術(shù)后生存質(zhì)量，提高臨床診療效率，推動(dòng)相關(guān)臨床與工程領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展。
為了實(shí)現(xiàn)腦腫瘤的精準(zhǔn)診療，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院廖洪恩教授團(tuán)隊(duì)與臨床緊密合作，從工程角度出發(fā)，提出了針對(duì)腦腫瘤精準(zhǔn)診斷的多模態(tài)光學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)建了AFS與OCT模塊，通過(guò)光學(xué)信息配準(zhǔn)融合方法，實(shí)現(xiàn)病變區(qū)域生物化學(xué)成分信息與組織結(jié)構(gòu)信息的融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)腦腫瘤的分期識(shí)別與邊界劃分，輔助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)手術(shù)切除。
基于AFS與OCT的腦腫瘤多模光學(xué)診斷流程
基于該方法與系統(tǒng)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用多模態(tài)光學(xué)信息的腦腫瘤邊界識(shí)別能夠達(dá)到95.9%的敏感性，較單一模態(tài)光學(xué)診斷效果有明顯提升。該項(xiàng)研究填補(bǔ)了神經(jīng)外科腫瘤切除術(shù)中快速精準(zhǔn)診斷方法的空白，進(jìn)一步豐富了神經(jīng)外科術(shù)中檢測(cè)信息，為手術(shù)治療提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障，同時(shí)也為智能診療一體化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了新的技術(shù)理念，為未來(lái)的臨床轉(zhuǎn)化提供了堅(jiān)實(shí)的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)。
基于單一模態(tài)光學(xué)信息與多模光學(xué)信息的腦腫瘤診斷結(jié)果對(duì)比
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院廖洪恩教授是該論文的通訊作者，博士生朱明宇為該論文的第一作者；北京清華長(zhǎng)庚醫(yī)院神經(jīng)外科王貴懷教授為共同通訊作者，醫(yī)學(xué)院碩士生?，|和博士生荊林凱為共同第一作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“數(shù)字診療裝備研發(fā)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目、北京市自然科學(xué)基金等經(jīng)費(fèi)支持。
廖洪恩課題組長(zhǎng)期致力于智能微創(chuàng)診療裝備等的研究，先后提出了基于術(shù)前術(shù)中多模態(tài)信息融合分析實(shí)時(shí)診療引導(dǎo)、多模光學(xué)引導(dǎo)診療一體化等理論與系統(tǒng)，為針對(duì)復(fù)雜外科疾病的跨尺度多模態(tài)成像引導(dǎo)智能化診療理論的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，相關(guān)研究被國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《醫(yī)學(xué)影像分析》（Medical Image Analysis）、《IEEE醫(yī)學(xué)影像匯刊》（IEEE Transaction on Medical Imaging）、《診療》（Theranostics）等報(bào)道。廖洪恩教授也曾獲國(guó)際醫(yī)學(xué)生物工程聯(lián)合會(huì)頒發(fā)的IFMBE青年學(xué)者獎(jiǎng)等十余項(xiàng)國(guó)際及地區(qū)性重要獎(jiǎng)項(xiàng)，近年還獲得我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科最高科技獎(jiǎng)“黃家駟生物醫(yī)學(xué)工程獎(jiǎng)”、“中國(guó)僑界貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”等重要獎(jiǎng)項(xiàng)表彰，2019年被中國(guó)科協(xié)聘任為首席科學(xué)傳播專(zhuān)家。
◎原文鏈接 http://www.thno.org/v09p2827.htm
◎微創(chuàng)診療與三維影像實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站：http://at3d.med.tsinghua.edu.cn/
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