清華廖洪恩課題組“智能光學(xué)微創(chuàng)診療”成果被選為《診療》期刊封面文章

清華新聞網(wǎng)8月27日電 近日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系特聘專(zhuān)家廖洪恩教授課題組在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《診療》（Theranostics）上發(fā)表題為“基于熒光成像與雙光子影像引導(dǎo)的激光消融腦腫瘤診療”（Bioluminescence imaging and two-photon microscopy guided laser ablation of GBM decreases tumor burden）的學(xué)術(shù)論文，并被選為該雜志8月份的封面論文（圖1）。

圖1 智能光學(xué)微創(chuàng)診療理論（《診療》期刊8月封面論文）

腦腫瘤是人類(lèi)健康的一大殺手，近年來(lái)腦腫瘤的精準(zhǔn)微創(chuàng)治療受到臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注。然而診斷與治療相互分離的問(wèn)題依然是診療發(fā)展的瓶頸，目前國(guó)內(nèi)外智能微創(chuàng)診療技術(shù)的研究尚處于起步階段。在國(guó)家“腦計(jì)劃”的引導(dǎo)下，智能光學(xué)微創(chuàng)診療的提出及其實(shí)驗(yàn)論證將為腦腫瘤等腦重大疾病的診療提出一種新型臨床診療方案。

圖 2 智能光學(xué)微創(chuàng)診療理論：基于熒光成像與激光消融治療的映射關(guān)系構(gòu)建腫瘤治療方案，規(guī)劃耦合消融路徑為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)激光消融治療效果

在腦腫瘤治療中，識(shí)別腫瘤及其邊界為智能化精準(zhǔn)治療是基本的技術(shù)保障。當(dāng)前，光學(xué)成像及光學(xué)治療技術(shù)分別具有實(shí)時(shí)快速成像及微創(chuàng)智能的治療效果，基于光學(xué)成像與光學(xué)治療的診療融合為腫瘤治療提供新型的診治模式。新型精準(zhǔn)光學(xué)診療原理及理念需要構(gòu)建量化熒光成像與激光消融參數(shù)之間的映射關(guān)系，實(shí)施智能化的激光消融達(dá)到精準(zhǔn)診療效果。本項(xiàng)研究從熒光成像對(duì)腫瘤的量化及邊界分析出發(fā)，進(jìn)一步建立了活體激光消融參數(shù)組對(duì)應(yīng)的消融治療結(jié)果，從而執(zhí)行了耦聯(lián)消融路徑規(guī)劃實(shí)現(xiàn)熒光成像引導(dǎo)激光消融精準(zhǔn)診療（圖2）。

在腦膠質(zhì)瘤的治療方面，該項(xiàng)研究基于多模態(tài)光學(xué)影像引導(dǎo)的激光消融實(shí)現(xiàn)了高精準(zhǔn)的消融治療，相對(duì)于手術(shù)直接切除具有更高的精度和智能可控的治療參數(shù)。（圖3）從量化角度分析了腦膠質(zhì)瘤的高精度的切除治療效率。

圖 3 活體熒光成像及雙光子影像引導(dǎo)的激光消融治療。(A) 治療前(上)、治療后(下)的活體熒光成像；(B) 治療前、后量化熒光腫瘤負(fù)荷;（C）生存曲線(xiàn)。

該項(xiàng)研究從智能光學(xué)微創(chuàng)診療的理念設(shè)計(jì)、原理論證及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)建了一套新型的光學(xué)診療方案實(shí)現(xiàn)活體動(dòng)物的精準(zhǔn)診療，為未來(lái)的智能微創(chuàng)診療一體化臨床轉(zhuǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)的理論及技術(shù)基礎(chǔ)。 

清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院廖洪恩教授是該研究的通訊作者，博士生范應(yīng)威為該研究的第一作者；首都醫(yī)科大學(xué)附屬天壇醫(yī)院張力偉教授為共同通訊作者，天壇醫(yī)院博士生孫宇為共同第一作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“數(shù)字診療裝備研發(fā)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目、北京市科委、北京市自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。

廖洪恩課題組長(zhǎng)期致力于微創(chuàng)診療一體化的研究，先后提出了基于術(shù)前術(shù)中多模態(tài)信息融合分析實(shí)時(shí)診療引導(dǎo)，智能型微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人輔助精準(zhǔn)診療等理論與系統(tǒng)，為針對(duì)復(fù)雜外科疾病的跨尺度多模態(tài)成像引導(dǎo)智能化診療理論的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，相關(guān)研究被國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《醫(yī)學(xué)影像分析》（Medical Image Analysis）、《IEEE醫(yī)學(xué)影像匯刊》（IEEE Transaction on Medical Imaging）、《IEEE 生物醫(yī)學(xué)與健康信息學(xué)》（IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics）等報(bào)道。廖洪恩教授也曾獲國(guó)際醫(yī)學(xué)生物工程聯(lián)合會(huì)頒發(fā)的IFMBE青年學(xué)者獎(jiǎng)、我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科最高科技獎(jiǎng)“黃家駟生物醫(yī)學(xué)工程獎(jiǎng)”“中國(guó)僑界貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”等重要獎(jiǎng)項(xiàng)表彰。

論文鏈接：

http://www.thno.org/v08p4072.htm

微創(chuàng)診療與三維影像實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站：

http://at3d.med.tsinghua.edu.cn/

供稿：醫(yī)學(xué)院 編輯：華山 審核：襄楠