Fluorescencja w bliskiej podczerwieni w obrazowaniu interwencyjnym
Głównym problemem, z jakim stykają się lekarze podczas nadzoru i resekcji endoskopowej, jest brak danych czynnościowych i molekularnych, które ułatwiłyby decydowanie, które zmiany tkanki wymagają usunięcia. W endoskopii, diagnoza jest stawiana przede wszystkim na podstawie makroskopowych cech kolorystycznych. Podobnie w przypadku chirurgii, choć dostępne są także informacje dotykowe, nie wystarczają one do aktualnego określenia granic guza. Z tego powodu często dochodzi do niepełnej resekcji guza. Jedną z najbardziej obiecujących technik optycznych pozwalających rozwiązać tę trudność kliniczną jest obrazowanie celowane szerokiego pola z fluorescencją w bliskiej podczerwieni. Głównym celem finansowanego przez UE projektu "Fluorescence intraoperative imaging platform for tumour margin delineation" (FI2P4TUM) jest zastosowanie obrazowania multispektralnego, fluorescencyjnego w czasie rzeczywistym do molekularnej i ilościowej wizualizacji guza w chirurgii onkologicznej i kontroli endoskopowej. Naukowcy zaprojektowali i zbudowali system do obrazowania z symultaniczną akwizycją fluorescencyjną wideo, w kolorze i bliskiej podczerwieni. Bliska podczerwień zwiększa penetrację tkanek przez światło podczas obrazowania. Czynniki celowanego obrazowania fluorescencyjnego zwiększają kontrast pomiędzy guzem a tłem, aby lepiej wykrywać miejsca dotknięte chorobą nowotworową. Modularna struktura platformy ułatwia dostosowanie do otwartych i minimalnie inwazyjnych zabiegów chirurgicznych oraz nadzoru endoskopowego. Walidacja przedkliniczna różnych modułów do obrazowania eksperymentalnego została przeprowadzona na modelach mysich ludzkich chorób nowotworowych. Podczas tej walidacji sondy do fluorescencji w bliskiej podczerwieni były tworzone na bazie zatwierdzonych klinicznie przeciwciał przeciwko receptorom czynników wzrostu. Przetestowano możliwość wyliczenia granic guza i zmiany z użyciem różnych metod segmentacji obrazu. W bieżącym zastosowaniu platformy do obrazowania, obrazy fluorescencyjne segmentowano zgodnie z metodą Otsu. Segmentowane obrazy nakładano na dane w kolorze, aby dostarczyć lekarzom informacji na temat położenia i rozprzestrzenienia się złośliwej zmiany. Projekt FI2P4TUM wypełnił lukę pomiędzy badaniami nad molekularnym obrazowaniem fluorescencyjnym w bliskiej podczerwieni a jego możliwym zastosowaniem klinicznym. Co ważne, zastosowanie wyników projektu w praktyce medycznej zostanie niedługo przetestowane w dwóch badaniach klinicznych.
Słowa kluczowe
Obrazowanie, nowotwór złośliwy, granica guza, chirurgia, obrazowanie celowane, fluorescencja w bliskiej podczerwieni, endoskopia, segmentacja, obrazowanie molekularne
