影像医学新技术,助力肿瘤无创、精准诊治

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  • 更新时间2020-12-31
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  近年来,恶性肿瘤的发病率日益增高,给人类的健康带来严重威胁,也给患者带来巨大痛苦。如何在恶性肿瘤早期明确诊断、精准分期,从而进行精确干预?如何减少治疗的创伤和副作用,减轻患者的痛苦?这一直是肿瘤诊疗领域的研究热点和难点。


  为提高肿瘤早期诊断及分期的准确率,探索无创、高效的肿瘤治疗方式,上海交通大学附属第一人民医院放射科王悍教授团队针对肿瘤分子与功能成像的关键技术和高强度聚焦超声的技术瓶颈开展研究,取得了多项国际领先的突破性成果,建立了肿瘤可视化无创诊断、治疗和疗效评估的新方案。由王悍教授领衔完成的“影像引导肿瘤无创诊治的技术创新与临床应用”项目荣获2017年度上海市科技进步奖一等奖。


  如何提高恶性肿瘤早期诊断及分期的准确率?如何实现肿瘤的无创治疗?且听专家分析。


  受访专家上海交通大学附属第一人民医院放射科教授王悍


  王悍上海交通大学附属第一人民医院副院长、放射科主任、影像医学与核医学教研室主任、主任医师、教授、研究员、博士生导师,国家百千万人才工程入选者,中华医学会放射学分会分子影像学组副组长,上海市医师协会理事,上海市医学会放射科专科分会委员兼秘书。


  关键句:在磁共振成像的监测下,用超声聚焦的能量消融肿瘤,既可以避免化疗和放疗的副作用,又可以使肿瘤的治疗更精准、更安全


  首创分子影像学探针,让肿瘤早期诊断更精准


  早期诊断是及时采取针对性治疗的基础,直接关系到肿瘤的治疗和预后。传统的影像学方法难以发现早期肿瘤,也无法准确区分其良恶性,严重制约了肿瘤早期诊断的准确率。为探索一种无创而精准的肿瘤早期诊断方法,王悍教授团队与科研人员合作,创新性开发了一系列纳米层面的特异性分子影像学探针。这些探针可以特异地结合某种肿瘤的靶标或其表达的特异性蛋白标志物,在影像设备的检测下呈现特定信号,指示肿瘤的位置及良恶性。


  比如,现在很多人在体检时发现肺部存在一些小结节。以往,医生主要通过胸部影像学检查(如胸部CT等)呈现的结节大小、形态等判断其良恶性。但这一诊断方法大多有赖于医生的经验,缺乏客观、统一的标准,准确率不够高。王悍教授团队着眼于这一难点,合成了一种含有金元素的纳米颗粒。这种纳米颗粒携带肺癌的靶向标志物(叶酸),其进入人体后,可以特异性地结合肺癌细胞高表达的叶酸受体,帮助医生确定肺小结节的性质。


  这项诊断新技术不仅无创,还能将恶性肿瘤的早期诊断准确率从71%提高到95%。“目前这项技术已经完成了动物实验,在国际上率先实现了肝癌和肺癌的靶向特异性成像诊断,希望能尽快应用于临床,造福更多肿瘤患者。”王悍教授表示。


  率先应用高分辨率磁共振成像,让肿瘤分期更精准


  在恶性肿瘤确诊后,还需要明确分期,以便采取针对性的治疗措施,判断预后。王悍教授团队率先将高分辨率磁共振成像应用于临床诊断,将肿瘤分期的准确率由86%提升至97%。


  比如,肿瘤侵犯的深度是目前结直肠癌的分期标准之一,依据分期采取不同的治疗方案:若肿瘤仅侵犯黏膜下层,则为1期,此时进行外科手术效果最好;若肿瘤侵犯至固有肌层,则为2期,也可进行手术切除;若肿瘤穿透固有肌层到达浆膜下层,则为3期,可能需要先通过化疗和放疗使肿瘤缩小,再行手术切除。高分辨率磁共振成像可将胃肠道的黏膜层、固有肌层、浆膜等结构,以及周围的血管、淋巴结均清晰显示,帮助医生更直观、更高效地判断肿瘤的分期。目前,该技术已经在国内十几家医院推广应用。


  原创磁共振引导无创消融技术,打破国外垄断


  医疗技术的巨大进步已经使肿瘤的治疗从“巨创”迈向“微创”,而新兴的磁共振引导相控聚焦超声技术(MRI-pHIFU)则让人们看到了“无创”的曙光。


  通过放大镜将太阳光会聚到一点后,聚焦的能量可点燃纸片。与这一原理类似,磁共振引导聚焦超声技术在磁共振成像的监测下,利用超声波聚焦产生的热效应,使肿瘤组织迅速升温至65℃以上,仅几秒钟即可将其“烧死”,而周围正常组织不受影响,坏死的肿瘤组织可被人体吸收。


  采用磁共振引导,可以提供比超声引导更高的分辨率,使医生在操作时可以看得更清楚,从而更精准、更放心地“烧死”肿瘤。比如,对于常见妇科疾病子宫肌瘤,尽管目前微创手术或腔镜治疗已能很大程度上减少创伤,但仍不可避免地会留下瘢痕。无创治疗后,患者体表无瘢痕,并保留良好的生育功能。


  尽管这一技术具有诸多优点,但以往全球仅有一家公司可以提供相关设备,治疗费用很高。为让更多患者受益于这项治疗技术,王悍教授团队与上海交通大学生物医学工程学院沈国峰研究员团队合作,经过数年的不懈努力,在国内率先研发出具有自主知识产权的磁共振引导相控聚焦超声治疗技术,打破了国外的技术垄断。


  相比于国外已有的技术,该团队研发的新一代磁共振引导相控型高强度聚焦超声治疗技术还取得了一些突破:应用的单束超声波能量更小,使肿瘤消融更精准;采用更精确的无损温控系统,能避免超声消融对病变周围正常组织的损伤,不仅进一步提升了超声消融的安全性,还提高了治疗的效率。比如,采用该技术治疗子宫肌瘤,消融时间通常仅为1小时左右,而对于超声吸收效率较高的病变(如骨肿瘤),一般20~30分钟即可完成一次治疗。“很多子宫肌瘤患者反馈,整个治疗过程就像做了一次腹部B超检查,没有想象中的疼痛。也有患者有类似痛经的感覺,但都能忍受。治疗后恢复得很快,第二天基本就可以恢复正常生活。”王悍教授告诉记者。此外,该技术还可与传统化疗、分子靶向治疗等相结合,提升肿瘤的综合治疗效果。


  “该技术目前已经完成临床前的所有研究,计划开展Ⅰ期临床试验,适应证包括子宫肌瘤、子宫腺肌症和骨转移瘤。随着相关设备的国产化,将有更多患者有机会接受这一治疗,且费用也将大幅降低。同时,随着该技术的进一步成熟,其治疗适应证也有望扩大,造福更多患者。”王悍教授表示。