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自制低成本荧光系统切除高级别胶质瘤

高级别胶质瘤是成人颅内原发肿瘤的最常见类型之一,它的 5 年病死率在全身肿瘤中位列第 3 位,仅次于胰腺癌和肺癌。高级别胶质瘤具有侵袭性生长的特性,肿瘤级别越高其侵袭性生长的能力愈强。

由于它的高病死率及高侵袭性,在诸多治疗方案中,首次手术切除率被公认为是影响患者预后及生存期的关键因素。但是就目前的技术手段而言,影像学和组织学检查仍不能明确评估肿瘤的实际边界,术中也很难准确区分肿瘤与正常脑组织的边界,因此往往使得彻底切除肿瘤成为困难。

为了追求「全切」,全世界的神经外科学家们进行了各种努力,开发了各种创新技术,如神经导航立体定向、术中核磁共振、术中超声引导、皮质电刺激、荧光引导下肿瘤切除等。其中,荧光引导下肿瘤切除已经在国际上有大宗临床病例报道,被证明是提高高级别胶质瘤「全切率」的有效方法之一。

那么现在问题来了,这一个个高大上的技术背后无不是巨额的资金投入,对于基层医院或是经济欠发达地区的医院来说,往往是可望而不可及,科研及应用的小船说翻就翻,没钱又想要达到好的效果,怎么办?

别着急,广大劳动人民的智慧是无穷无尽的,之前已有手机 APP 模拟神经导航定位的技术了(手机 App 辅助导航术中定位幕上病变),今天,编者就带大家看看另外一个低成本自制荧光系统。

这一发明来自意大利帕维亚大学的 Daniele Bongetta 教授等,并发表在了近期的 world neurosurgery 上。我们来看图说话:


图 1 为荧光系统的组成示意图

这是荧光系统的组成示意图,其中 A 是整个系统中的最核心部分:光源。作者采用了 Storz 内窥镜系统的特定光源,可发射三种光,分别是白光、波长 490nm 的蓝光和波长 465nm 的蓝紫光。通过光缆可发射出 300 瓦的疝气光供手术区域照明,光缆末端 B 可手持或固定于头架的牵开器上,通过固定于内窥镜目镜上的黄色滤片 C 进行观察。

这时聪明的读者有可能想到了,如果术中一直使用内窥镜的目镜观察术野情况,岂不是不利于操作?

别着急,作者已经为大家想到了解决办法,很简单,神经外科医生都用过的另一项利器:护目镜!只不过,是黄色的。


图 2 为黄色护目镜

带上这个护目镜,能够有效地过滤蓝光,那么,美丽的黄绿荧光就呈现在了各位的眼前,怎么样?是不是很神奇?


图 3 为手术所见。A:术中直接蓝光照射术野;B:同样的视野下,通过黄色滤片过滤,肿瘤发散出黄绿色荧光;C:肿瘤大部分切除后,白光照射无法分辨残余肿瘤与正常脑组织;D:蓝光照射、黄色滤片过滤后,可显示出部分黄绿色残留肿瘤组织

先别着急,术中看起来是这样,但是手术效果究竟如何,我们再来看看术前术后的影像学对比。


图 4 为术前术后颅脑 MRI 对比

作者通过这个简易的荧光系统做了 4 个高级别胶质瘤病人的手术,术中观察到肿瘤边缘清晰可见,手术过程中荧光并未见有明显衰减,结合导航系统,能够更加准确地确认肿瘤的范围。整套设备的花费才不到 1000 欧元。

看到这里,有些读者可能又有疑问了,我们医院连 Storz 内窥镜也没有,这怎么办呢?

别担心,编者总是能够猜到你们的心中所想,荧光系统无非在于光源、滤镜以及荧光剂,动动手指,在某宝某东上搜索蓝紫光、黄色护目镜,接下来的组合就交给各位聪明的你们了。相信你的个性化组合会比教授们的更便宜,再花费点心思,一篇 SCI 是不是也有了?编者能帮到你们的就只有这么多了。

对了差点忘记说荧光剂,目前在国际上有两种荧光引导显色技术的存在,一种是:荧光素钠方法利用肿瘤破坏血脑屏障,荧光素漏出不健康的血管壁,应用特定光源激活荧光素,通过特殊的光栅可以判断出肿瘤边界;另一种是:非荧光素钠途径,即 5-ALA 方法,激活体内荧光原卟啉 Xl,这一过程需要亚铁血红素酶生物合成途径酶的参与。

但是由于目前国内 5-ALA 药物还未批准临床应用,因此无法广泛开展应用于临床。而荧光素钠同样作为一种良好的造影剂价格低廉,广泛用于眼科,其副作用发生率非常低,在麻醉诱导时静脉注射即可,20% 的荧光素钠注射液,剂量 5 mg/kg。

此篇文章为大家介绍了低成本简易荧光系统的制作,如果各位脑洞大开,相信会有更多奇特实用的 DIY,但实践是检验真理的唯一标准,希望各位读者能够在相应的规章制度下合理的开展科研活动,同时,通过这一文章或许你能够想到更多的荧光应用呢?比如说动脉瘤?AVM?脑脊液鼻漏?相信聪明的你们会在科研的大道上越走越远。

编辑:程培训

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