基于快速自适应焦点跟踪机器人-OCT的首次人类脊髓肿瘤成像
光学
2024-10-31 v2 医学物理
摘要
当前脊髓肿瘤手术程序缺乏体内高分辨率、高速度的多功能成像系统，给精准肿瘤切除和术中决策提出了挑战。本研究引入了快速自适应焦点跟踪机器人光学相干断层扫描（FACT-ROCT）系统，通过集成交叉扫描、自适应焦点跟踪和机器人技术，克服了运动伪影和分辨率退化问题，实现了大范围、高分辨率的成像。我们对 21 例患者进行了术中成像，其中包括 13 例脊髓脑腺瘤和 8 例其他肿瘤。本研究首次展示了人类脊髓肿瘤的OCT原位成像，提供了微米尺度的体内结构图像，证明了FACT-ROCT在实时分辨不同肿瘤类型的潜力。分析脊髓脑腺瘤的衰减系数，发现随着恶性分级的提高，衰减系数的异质性增加。因此，我们提出以衰减系数标准差作为物理标记器，实现了在手术中以阈值方式区分高低分期脑腺瘤的准确率超过90%。FACT-ROCT甚至实现了脊髓肿瘤的广泛体内微血管成像，在2分钟内覆盖 70mm×13mm×10mm。定量血管扭曲性比较确认，高分期肿瘤的扭曲性更大。能够在手术中进行广泛血管成像和实时肿瘤分层，为手术策略提供关键信息，如最小化术中出血、优化肿瘤切除的同时保留功能组织。
引用
@article{arxiv.2410.21809,
title = {First-in-human spinal cord tumor imaging with fast adaptive focus tracking robotic-OCT},
author = {Bin He and Yuzhe Ying and Yejiong Shi and Zhe Meng and Zichen Yin and Zhengyu Chen and Zhangwei Hu and Ruizhi Xue and Linkai Jing and Yang Lu and Zhenxing Sun and Weitao Man and Youtu Wu and Dan Lei and Ning Zhang and Guihuai Wang and Ping Xue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.21809},
year = {2024}
}