科研进展

深圳先进院成功研制消化道内光声/超声双模内窥成像系统

  

  日前,中国科学院深圳先进技术研究院医工所生物医学光学与分子影像研究室在光声消化道内窥成像领域取得重大进展。

  该团队在国际上率先研制成功可进行360°全视场成像的光声/超声双模内窥成像系统,并可同时获取消化道壁血管(光声图像)和消化道壁组织结构(超声图像)的三维信息。相关科研成果“In vivo photoacoustic/ultrasonic dual-modality endoscopy with a miniaturized full field-of-view catheter”发表在生物医学光学领域的旗舰期刊Journal of Biophotonics(影响因子:4.328)上。

  由于肿瘤的发生、发展及转移与肿瘤滋养血管密切相关,而在肿瘤的初早期,就会出现滋养血管的形态学和功能学上的变化。光声/超声双模内窥成像技术在不需要外源对比剂的条件下,即可精准获取肿瘤周边滋养血管的形态与代谢等功能信息,并同时获取消化道管壁的形态变化。因此,该技术的出现,是对现有临床诊断技术的重要补充,有望为提高早癌的诊断准确性提供重要帮助。同时,由于该系统的内窥导管,完全兼容现有临床消化内镜的活检通道,可以在不影响现有检查方法和术式的情况下,与内镜同步进行成像,这为该技术的临床应用推广提供了良好的基础。

  该项目由宋亮研究员与龚小竞副研究员共同指导,由林日强等核心骨干研制完成。团队正与北京武警总医院、广州中山大学附属第一医院进行紧密合作,希望通过研究消化道癌症与疾病炎症区的血管形态、血氧饱和度等关键生物学指标,确定消化道早期癌症的光声图像特征。

  针对该技术,研究团队已申请并授权了多项发明专利,为相关技术的产业转化与推广应用奠定了基础。该项目研究过程中获得国家自然科学基金、国家重点基础研究发展(973)计划、深圳市学科布局、深圳市基础研究、中科院威高计划等项目资助。

  论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jbio.201800034 

  A:光声消化道内窥系统实物图;B:内窥导管(外径2.5毫米)完全兼容现有临床消化内镜,可经其活检通道进入人体消化道。C:内窥导管(长2米)可在临床消化内镜手术下进行光声/超声双模成像实验。 

  大鼠直肠的活体成像结果:三维光声(a)和超声(b)成像。(c):光声与超声融合成像。(d-f)对(a-c)图像进行展开。(g):对(d)图的信号最大值投影。(h-m)分别代表A和B处的光声/超声/融合剖面图。粉红箭头代表直肠环状肌层;红色箭头是保护鞘管信号;白色箭头是直肠管壁。