난소 병변의 질식 영상을위한 공동 등록 된 초음파 및 광 음향 영상 프로토콜

우리 모두 알고 있듯이 난소 암은 모든 부인과 악성 종양 중에서 가장 치명적이며, 난소 암이 초기 및 국소 단계에서 발견되면 수술과 화학 요법으로 환자의 약 70-90 %를 치료할 수 있지만 후기 단계에서 진단 될 때 20 % 이하에 불과합니다. 그리고 현재의 표준 치료 방법은 조기 난소암 발견에 대한 민감도가 낮은 것으로 알려져 있습니다. 또한 표준 치료 방법은 난소 부속기 병변의 정확한 위험 평가에 대한 특이성이 매우 낮아 불필요한 수술로 이어져 잠재적인 수술 합병증과 상당한 의료 비용이 발생합니다.

따라서 난소암 초기 검출에 민감하고 난소부속기병변의 정확한 진단을 위한 특화된 기술이 필요합니다. 광 음향 단층 촬영 또는 PAT는 특정 파장에서 근적외선으로 조명되며 산소화 및 탈산 소화 헤모글로빈에 선택적으로 흡수됩니다. 광 흡수에서 생성 된 광 음파는 헤모글로빈 대비를 매핑 할 수 있으며, 이는 공동 등록 된 초음파로 이미징 된 해부학 적 구조에 공동 등록 될 수 있습니다.

총 헤모글로빈 농도와 산소 포화도는 조직 혈관 및 산소 소비에 대한 기능 정보를 제공합니다. 악성 병변은 일반적으로 총 헤모글로빈이 높고 산소 포화도가 낮기 때문에 이 두 가지 독립 변수는 난소암을 조기에 발견하고 악성 난소 부속기 병변을 정확하게 구별하여 수술 관리 권장 사항을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그리고 우리는 환자 데이터의 파일럿을 얻었으며 결과는 질식 초음파 및 난소 암 혈액 바이오 마커 CA 125와 결합 된 공동 등록 된 광 음향 영상이 실제로 난소 부속기 병변을 진단 할 수 있음을 입증했습니다.

우리의 파일럿 데이터는 또한 공동 등록 된 광 음향 영상이 초기 단계의 난소 및 나팔관 암을 감지 할 수 있다는 증거를 보여줍니다. 그리고 공동등록된 광음향 및 초음파는 유방암, 피부암, 갑상선암, 자궁경부암, 전립선암 및 대장암의 검출 및 진단에 적용되고 있다. 그러나 이미징 프로브는 다른 기관의 이미징 창에 따라 다릅니다.

최초의 상업용 공동 등록 광 음향 및 초음파 유방 영상 시스템은 Sino Medical Instrument에서 구입할 수 있습니다. 우리는 더 많은 상업용 공동 등록 광 음향 초음파 시스템이 시장에 출시 될 것으로 기대합니다. 그러나 질식 광 음향 및 초음파 영상 프로브는 영상 환자를 위해 특별히 설계되어야합니다.

시작하려면 먼저 평면 오목 렌즈로 빔을 발산한 다음 평면 볼록 렌즈로 빔을 시준하여 레이저 빔을 확장합니다. 두 개의 미러를 사용하여 빔을 빔 스플리터로 향하게 합니다. 편광 빔 스플리터를 사용하여 원래 빔을 두 개로 분할한 다음 두 개의 2단계 빔 스플리터를 사용하여 두 개의 빔을 분할합니다.

이렇게 하면 확장된 레이저 빔이 동일한 에너지로 4개의 빔으로 분할됩니다. 광섬유 척으로 4개의 다중 모드 광섬유를 장착하고 4개의 평면 볼록 렌즈를 사용하여 4개의 레이저 빔을 4개의 광섬유에 집중시킵니다. 광학 경로가 노출되지 않도록 금속 상자 아래의 모든 광학 구성 요소를 덮으십시오.

추가 모니터를 프로그래밍 가능한 임상 초음파 또는 초음파 시스템에 연결하여 PATUS 디스플레이 소프트웨어를 실행하여 상대적인 총 헤모글로빈, 혈중 산소 포화도 맵 및 기타 기능 파라미터를 실시간으로 시각화합니다. 그런 다음 레이저의 내부 트리거를 초음파 시스템의 외부 트리거에 연결하고 5 개의 연속 PAT 프레임과 1 개의 공동 등록 된 초음파 프레임을 순차적으로 획득합니다. 시스템을 보정하려면 레이저 펌프 에너지를 고정 수준으로 설정하십시오.

그리고 각 파장에 대해 각 광섬유 팁에서 출력되는 펄스당 에너지를 확인하여 선택한 각 파장에서 계산된 에너지 밀도가 예상 값인지 확인합니다. PATUS 영상 시스템을 준비하려면 임상 초음파 시스템을 켜고 초음파 시스템 소프트웨어를 시작하십시오. 초음파 기계 제어판의 변환기 버튼을 눌러 변환기 선택 화면을 엽니다.

그런 다음 올바른 초음파 변환기를 선택하십시오. 레이저 시스템을 보정하고 각 파장에 대한 총 펄스 에너지를 PATUS 디스플레이 소프트웨어에 입력합니다. 프로브 피복 내부에 섬유와 프로브를 둘러싸서 PATUS 프로브를 조립합니다.

이미징을 위해 PATUS 변환기의 위치를 조정하십시오. 저에코 표적이 B-스캔의 중앙에 천천히 나타납니다. 그런 다음 PATUS 제어 소프트웨어에서 원하는 깊이를 선택하고 제어 소프트웨어에서 스캔을 클릭하여 공동 등록된 PATUS B 모드 데이터 수집을 시작합니다.

PATUS 이미지 디스플레이 소프트웨어를 시청하여 공동 등록된 초음파 및 PAT B 모드 이미지를 실시간으로 검토합니다. 단일 파장 PA 데이터는 수집되는 초음파 위에 표시됩니다. 단계를 반복하여 더 많은 이미지를 획득하고 필요한 경우 두 번째 병변을 이미지화합니다.

데이터 수집이 완료되면 PATUS 디스플레이 소프트웨어는 기능 맵을 재구성하기 위한 트리거를 수신합니다. 여기서 왼쪽 패널은 초음파 B- 스캔을 보여주고 오른쪽 패널은 공동 등록 된 초음파와 겹쳐진 상대적인 총 헤모글로빈을 보여줍니다. 관심 영역 또는 ROI (여기서는 대상 난소)를 선택하여 ROI 내에서 SO2 맵을 계산합니다.

이 이미지는 조영제 강화 CT로 밝혀진 양측 다낭성 부속기 종괴를 가진 50 세의 폐경 전 여성을 보여줍니다. 낭성 병변 내부의 의심스러운 고형 결절을 표시하는 관심 영역 또는 ROI가있는 왼쪽 부속기의 초음파 이미지가 여기에 표시됩니다. PAT의 상대적인 총 헤모글로빈 지도를 초음파 상에 중첩시켰다. 상대적인 총 헤모글로빈은 1 센티미터에서 5 센티미터의 깊이 범위에서 광범위한 확산 혈관 분포를 나타 냈으며 수준은 17.1로 높았다.

혈중 산소 포화도 분포가 초음파에 겹쳐졌고 수준은 46.4%의 평균값으로 낮았습니다.외과 병리학은 오른쪽 난소와 왼쪽 난소 모두의 잘 분화된 자궁내막양 선암을 밝혀냈습니다. 깊이는 B-스캔 이미지의 오른쪽에 표시되었습니다. 이 그림은 양측 낭성 병변이있는 46 세 여성을 보여줍니다.

최대 직경이 4.2 센티미터 인 간단한 낭종이있는 오른쪽 난소의 초음파가 여기에 표시됩니다. 공동 등록 된 초음파에 겹쳐진 PAT 상대 총 헤모글로빈 맵은 4.8의 낮은 평균 수준으로 병변의 왼쪽에 산란 신호를 보여줍니다. 혈중 산소 포화도 지도는 67.5%의 더 높은 산소 포화도를 나타냈다.수술 병리학은 여포성 낭종이 있는 정상적인 오른쪽 난소를 나타냈다.

각 파장에 대해 4개의 광섬유 팁에서 총 에너지 출력을 측정하고 이전 기록과 비교합니다. 측정값이 기록보다 1밀리줄 이상 작으면 광학 장치를 조정하여 에너지 결합을 최대화합니다. FDA 승인 임상 초음파 시스템을 사용하는 생체 내 PAT는 PAT의 임상 번역에서 중요한 단계입니다.

생체 외 이미징과 비교할 때, 생체 내 인간 이미징은 데이터 수집에서 새로운 과제를 제시합니다. 임상 PAT 데이터는 컴퓨터 지원 진단 연구에 추가로 사용될 수 있습니다. 우리의 기술 개발과 유망한 파일럿 환자 연구 결과는 연구자와 기업이 조기 난소암 발견 및 수술 위험 관리를 위해 공동 등록된 광음향 및 초음파의 전체 용량을 탐색하도록 영감을 줍니다.