清華大學醫(yī)學院廖洪恩課題組在腦腫瘤精準診療醫(yī)工交叉領域取得重要進展 時間：2019-04-25
近日，清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系廖洪恩教授課題組在國際著名學術期刊《診療》（Theranostics）上發(fā)表題為《雙模態(tài)光學診斷實現神經外科腫瘤精準在體識別》（Dual-modality optical diagnosis for precise in vivo identification of tumors in neurosurgery）的研究論文。該論文報道了一種新型光學診斷方法與系統(tǒng)，通過融合組織自體熒光光譜（AFS）信息與光學相干斷層成像（OCT）信息，實現腫瘤組織的快速精準識別，為腫瘤疾病的臨床精準診療提供了新思路。
神經系統(tǒng)腫瘤一直是診療難度最大的疾病之一。據統(tǒng)計，世界范圍內每年大約有二十五萬新增腦腫瘤病例，而其平均五年生存率只有30%。針對大部分腦腫瘤疾病，手術切除仍然是最為有效徹底的治療方式。然而，術中實時診斷信息的嚴重匱乏，直接導致了術后致殘率和復發(fā)率較高，給醫(yī)生和患者造成了極大的負擔。開發(fā)新型術中精準診斷方法與系統(tǒng)，有望進一步改善患者術后生存質量，提高臨床診療效率，推動相關臨床與工程領域進一步發(fā)展。
為了實現腦腫瘤的精準診療，清華大學醫(yī)學院廖洪恩教授團隊與臨床緊密合作，從工程角度出發(fā)，提出了針對腦腫瘤精準診斷的多模態(tài)光學系統(tǒng)，構建了AFS與OCT模塊，通過光學信息配準融合方法，實現病變區(qū)域生物化學成分信息與組織結構信息的融合，進而實現腦腫瘤的分期識別與邊界劃分，輔助醫(yī)生實現手術切除。
基于AFS與OCT的腦腫瘤多模光學診斷流程
基于該方法與系統(tǒng)的動物實驗結果表明，利用多模態(tài)光學信息的腦腫瘤邊界識別能夠達到95.9%的敏感性，較單一模態(tài)光學診斷效果有明顯提升。該項研究填補了神經外科腫瘤切除術中快速精準診斷方法的空白，進一步豐富了神經外科術中檢測信息，為手術治療提供強有力的技術保障，同時也為智能診療一體化系統(tǒng)的開發(fā)提供了新的技術理念，為未來的臨床轉化提供了堅實的理論及實踐基礎。
基于單一模態(tài)光學信息與多模光學信息的腦腫瘤診斷結果對比
清華大學醫(yī)學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；北京清華長庚醫(yī)院神經外科王貴懷教授為共同通訊作者，醫(yī)學院碩士生?，|和博士生荊林凱為共同第一作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃“數字診療裝備研發(fā)”重點專項、國家自然科學基金國家重大科研儀器研制項目、北京市自然科學基金等經費支持。
廖洪恩課題組長期致力于智能微創(chuàng)診療裝備等的研究，先后提出了基于術前術中多模態(tài)信息融合分析實時診療引導、多模光學引導診療一體化等理論與系統(tǒng)，為針對復雜外科疾病的跨尺度多模態(tài)成像引導智能化診療理論的建立奠定了堅實的基礎，相關研究被國際知名學術期刊《醫(yī)學影像分析》（Medical Image Analysis）、《IEEE醫(yī)學影像匯刊》（IEEE Transaction on Medical Imaging）、《診療》（Theranostics）等報道。廖洪恩教授也曾獲國際醫(yī)學生物工程聯合會頒發(fā)的IFMBE青年學者獎等十余項國際及地區(qū)性重要獎項，近年還獲得我國生物醫(yī)學工程學科最高科技獎“黃家駟生物醫(yī)學工程獎”、“中國僑界貢獻獎”等重要獎項表彰，2019年被中國科協(xié)聘任為首席科學傳播專家。
◎原文鏈接 http://www.thno.org/v09p2827.htm
◎微創(chuàng)診療與三維影像實驗室網站：http://at3d.med.tsinghua.edu.cn/
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