近红外窗口II荧光影像引导手术延长高级别胶质瘤患者的无进展生存期

研究背景

高级别胶质瘤（HGG）是中枢神经系统中最常见的恶性原发性肿瘤，其中胶质母细胞瘤（GBM）预后最差。为了改善GBM患者的治疗效果，提高术中肿瘤切除率，减少术后复发，研究者们开展了基于近红外窗口II（NIR-II）荧光影像的手术引导策略研究。NIR-II荧光影像具有组织自发荧光低、渗透深度大的特性，有望提高肿瘤切除的精确性与安全性。

论文信息

本项研究由夏晓静博士、张哲博士等人共同完成，他们分别隶属于中国科学院自动化研究所分子影像重点实验室等多个研究机构。研究成果发表在 IEEE Transactions on Biomedical Engineering (Vol. 69, No. 6, June 2022) 杂志上。文章于2021年11月接收，2022年5月公布最终版本。

研究流程

研究设计分为几个关键步骤：

a) 设备构建：研究团队开发了一套能够实时获取彩色、NIR-I（700-900 nm）、NIR-II（1000-1700 nm）影像的多光谱成像系统。

b) 患者纳入：纳入了怀疑为初诊、未经治疗、适合手术切除的胶质瘤患者。患者随机分配到以荧光影像引导手术（FGS）和传统白光影像引导手术（WLS）两组。

c) 术中荧光影像：对FGS组患者在手术前48小时静脉注射吲哚青绿（ICG）并进行术中NIR-II荧光成像。

d) 数据分析：比较了两组间的完全切除率、无进展生存期（PFS）、总生存期（OS）和神经功能状态，还对组织样本进行了荧光成像和病理诊断，分析了荧光强度与肿瘤级别的相关性。

研究结果

研究结果显示：

• FGS组的GBM检测率为100%，通过NIR-II荧光成像引导的手术显著提高了肿瘤的完全切除率。
• FGS组的中位PFS为9个月，大于WLS组的7个月；而FGS组的中位OS为19个月，大于WLS组的15.5个月。
• 患者神经功能保持良好，术中NIR-II荧光影像技术在保护患者神经功能方面显示出潜力。

研究意义与创新点

• 科学价值：NIR-II FGS技术能够显著提高GBM肿瘤的总切除率，延长患者的PFS与OS，为GBM手术提供了一种新的精准、安全的引导策略。
• 应用价值：研究支持了在脑肿瘤手术中应用NIR-II FGS技术，可望提升手术效果，减少肿瘤复发率，改善患者长期生存质量。
• 新颖性：开发的多光谱成像系统结合FDA批准的ICG探针，为临床应用NIR-II荧光影像提供了依据，推动了光学影像技术在脑肿瘤手术中的应用与发展。

其他信息

• 研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。
• 高级别胶质瘤WHO III级患者也被单独分析，结果表明NIR-II FGS同样能提高手术效果。

结论

本研究验证了NIR-II荧光影像引导手术在高级别胶质瘤中的临床应用前景，为实现精准神经外科手术提供了有力的技术支持，为GBM等脑肿瘤患者带来了新的治疗希望。