光学相干断层成像扫描机器人在神经肿瘤手术中的应用及展望
2026-03-23
来源:中国微侵袭神经外科杂志
作者:王月坤,王裕,中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院神经外科
胶质瘤是成人中枢神经系统最常见恶性肿瘤,其中WHO 4 级胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)约占胶质瘤病例60%,患者预后极差,中位生存期常不足2 年,是目前已知5 年生存率最低的实体肿瘤之一。目前,胶质瘤临床治疗仍以确保在神经功能完整性的基础上,实现肿瘤最大安全切除为核心。
传统以增强MRI成像为标准进行手术范围规划,仍待术中影像技术深入开发研究,以解决“脑漂移”等问题,包括术中MRI、术中超声、拉曼光谱成像等。同时,神经肿瘤反应评价(response assessment inneuro-oncology,RANO)工作组推荐对胶质瘤进行多模态影像区域活检以确定切除范围。因此,开发术中影像技术对胶质瘤手术治疗有重要意义。
2025 年4 月,清华大学物理系薛平教授团队与清华大学附属北京清华长庚医院神经外科王贵怀教授团队合作,将快速自适应聚焦跟踪机器人光学相干断层成像系统(fast adaptive focus tracking robotic optical coherence tomography,FACT-ROCT)应用于脊髓肿瘤手术。该研究利用7 自由度机械臂搭载光学相干断层成像(optical coherence tomography,OCT)探头,使用快速横截面B 扫描,设计快速自适应焦点跟踪模式并使用电调谐透镜(electrically tunable lens,ETL)进行焦点跟踪,可提高分辨率、降低组织运动形变对成像的影响。该系统可在数分钟内完成肿瘤区域扫描,鉴别高低级别胶质瘤准确率为(90.2%±2.7)%,且可重建血管成像。
FACT-ROCT辅助22 例脊髓肿瘤手术病例,完全切除18例,次全切除3例;临床随访亦验证安全性。OCT 利用光干涉原理,使用近红外光等低相干光源照射组织,通过反射光与参考光干涉信号分析重建组织信息,分辨率为微米级,具有无创、实时优势。YU及其团队、ALMASIAN及其团队分别进行胶质瘤离体和在体小样本研究,通过对比组织病理,验证OCT用于鉴别胶质瘤级别及肿瘤浸润的潜力。
ZHENG及其团队在小鼠原位成瘤模型上验证OCT血管成像对脑肿瘤高分辨微血管成像能力。JUAREZ-CHAMBI 及其团队[8]基于人工智能方法构建OCT 信号分析模型,相较传统计算方式可提升成像分辨率,有助于手术导航,其对组织中胶质瘤浸润预测的灵敏度为100%,特异性为85%。OCT 系统具有实时成像、无需染色、分辨率高等优势,且无需直接接触组织,在术中成像及辅助神经肿瘤手术方面具有应用潜力。同时,机器学习辅助的成像与图像分析、以及机器人扫描系统的应用,显著提升术中影像采集及分析能力,是手术系统发展的新方向,未来需进一步多学科交叉合作。
来源:王月坤,王裕.光学相干断层成像扫描机器人在神经肿瘤手术中的应用及展望[J].中国微侵袭神经外科杂志,2025,29(06):379.
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