卵巣がんがすべての婦人科悪性腫瘍の中で最も致命的であることは誰もが知っているように、卵巣がんが早期および限局性段階で発見された場合、手術と化学療法は患者の約70〜90%を治癒できますが、後期に診断された場合はわずか20%以下です。また、現在の標準治療方法は、早期卵巣癌の検出に対する感度が低いことが知られています。さらに、標準治療法は、卵巣付属器病変の正確なリスク評価のための特異性が非常に低く、不必要な手術につながるため、潜在的な外科的合併症と多額の医療費がかかります。
そのため、卵巣癌の早期発見に敏感で、卵巣付属器病変の正確な診断に特異的な技術が必要です。光音響断層撮影またはPATは、特定の波長の近赤外光で照らされ、酸素化および脱酸素化ヘモグロビンによって選択的に吸収されます。光吸収から生成された光音響波は、ヘモグロビンコントラストをマッピングすることができ、これは、共登録された超音波によって画像化された解剖学的構造に共登録することができる。
総ヘモグロビン濃度と酸素飽和度は、組織の血管新生と酸素消費量に関する機能情報を提供します。悪性病変は一般に総ヘモグロビンが高く、酸素飽和度が低いため、これら2つの独立変数は、卵巣がんを早期に発見し、悪性卵巣付属器病変と良性卵巣付属器病変を正確に区別して、外科的管理の推奨事項を改善するのに役立つ可能性があります。そして、患者データのパイロットを取得し、その結果、経膣超音波と卵巣癌血液バイオマーカーCA 125を組み合わせた同時登録された光音響イメージングが実際に卵巣付属器病変を診断できることを実証しました。
私たちのパイロットデータはまた、同時登録された光音響イメージングが早期の卵巣がんと卵管がんを検出できるという証拠を示しています。また、光音響と超音波の共登録は、乳がん、皮膚がん、甲状腺がん、子宮頸がん、前立腺がん、結腸直腸がんの検出と診断に応用されています。しかしながら、イメージングプローブは、異なる臓器のイメージングウィンドウによって異なる。
最初の商用の同時登録された光音響および超音波乳房画像システムは、Sino Medical Instrumentから入手できます。より多くの商用の同時登録光音響超音波システムが市場で利用可能になることを期待しています。ただし、経膣光音響および超音波イメージングプローブは、患者のイメージング用に特別に設計する必要があります。
まず、最初に平凹レンズでビームを発散し、次に平凸レンズでビームをコリメートして、レーザービームを拡張します。2つのミラーを使用して、ビームをビームスプリッターに向けます。偏光ビームスプリッターで元のビームを2つに分割し、さらに2つの第2段ビームスプリッターで2つのビームを分割します。
このようにして、拡張されたレーザービームは、等しいエネルギーで4つのビームに分割されます。ファイバーチャック付きの4本のマルチモード光ファイバを取り付け、4本の平凸レンズを使用して4本のレーザービームを4本のファイバに集束させます。光路が露出していないことを確認するために、すべての光学部品を金属製の箱の下に覆います。
追加のモニターをプログラム可能な臨床超音波または超音波システムに接続してPATUSディスプレイソフトウェアを実行し、相対的な総ヘモグロビン、血中酸素飽和度マップ、およびその他の機能パラメータをリアルタイムで視覚化します。次に、レーザーの内部トリガーを超音波システムの外部トリガーに接続し、5つの連続したPATフレームと1つの同時登録された超音波フレームを順番に取得します。システムを調整するには、レーザーポンプのエネルギーを固定レベルに設定します。
また、各波長について、各ファイバーチップで出力されるパルスあたりのエネルギーをチェックして、選択した各波長で計算されたエネルギー密度が期待値であることを確認します。PATUSイメージングシステムを準備するには、臨床超音波システムの電源を入れ、超音波システムソフトウェアを起動します。超音波装置のコントロールパネルのトランスデューサーボタンを押して、トランスデューサー選択画面を開きます。
次に、正しい超音波トランスデューサを選択します。レーザーシステムを校正し、各波長の総パルスエネルギーをPATUSディスプレイソフトウェアに入力します。ファイバーとプローブをプローブシース内に封入して、PATUSプローブを組み立てます。
イメージングの場合は、PATUSトランスデューサの位置を調整します。低エコーターゲットがB-スキャンの中心にゆっくりと現れます。次に、PATUS制御ソフトウェアで目的の深さを選択し、制御ソフトウェアでスキャンをクリックして、同時登録されたPATUS Bモードデータ収集を開始します。
PATUS画像表示ソフトウェアを見て、同時登録された超音波画像とPAT Bモード画像をリアルタイムで確認します。単一波長PAデータは、取得時に超音波の上部に表示されます。手順を繰り返してさらに画像を取得し、必要に応じて2番目の病変を画像化します。
データ収集が完了すると、PATUSディスプレイソフトウェアは機能マップを再構築するためのトリガを受け取ります。ここで、左側のパネルは超音波B-スキャンを示し、右側のパネルは同時登録された超音波と重ね合わせた相対的な総ヘモグロビンを示しています。関心領域またはROI(ここではターゲット卵巣)を選択して、ROI内のSO2マップを計算します。
この画像は、造影剤増強CTによって明らかにされた両側多嚢胞性付属器腫瘤を有する50歳の閉経前の女性を示しています。嚢胞性病変内の疑わしい固形結節をマークする関心領域またはROIを有する左付属器の超音波画像がここに示されている。PAT相対総ヘモグロビンマップを超音波上に重ね合わせた。相対的な総ヘモグロビンは、1センチメートルから5センチメートルの深さの範囲で広範な拡散血管分布を示し、レベルは17.1と高かった。
超音波に血中酸素飽和度分布を重ね合わせ,平均値46.4%と低かった手術病理で左右両卵巣の高分化型類内膜腺癌を認めた.深度はB-スキャン画像の右側にマークされています。この図は、両側嚢胞性病変を有する46歳の女性を示しています。
最大直径4.2センチメートルの単純な嚢胞を有する右卵巣の超音波をここに示す。共登録された超音波に重ね合わせたPAT相対総ヘモグロビンマップは、病変の左側に散乱信号を示し、平均レベルは4.8と低くなっています。血中酸素飽和度マップは67.5%のより高い酸素飽和度を明らかにしました外科的病理は濾胞性嚢胞を伴う正常な右卵巣を明らかにしました。
各波長について、4つのファイバーチップでの総エネルギー出力を測定し、以前の記録と比較します。測定値が記録より1ミリジュール以上小さい場合は、エネルギー結合を最大化するように光学系を調整します。FDA承認の臨床超音波システムを使用したin vivo PATは、PATの臨床翻訳における重要なステップです。
ex vivoイメージングと比較して、in vivoヒトイメージングは、データ取得において新たな課題を提示します。臨床PATデータは、コンピュータ支援診断研究にさらに使用することができます。当社の技術開発と有望なパイロット患者研究の結果は、研究者や企業が早期卵巣がんの検出と外科的リスク管理のために、同時登録された光音響と超音波の全能力を探求するように促します。
