乳腺肿瘤的非接触式弥散相关断层扫描

小夏 健康 更新 2024-02-01

1.背景:

目前乳房筛查的临床标准是 X 射线乳房 X 光检查,最近的证据证实,乳房 X 光检查为早期癌症检测提供了实质性的好处。 然而,乳腺 X 线摄影受到显着假阳性率的阻碍,对于乳腺组织致密的女性来说,假阳性率尤其高。 密集的乳腺人口是女性的一个特别重要的子集,因为她们因这种疾病而经历更高的发病率和死亡率。 其他成像方式(如 CT 和 MRI)非常昂贵,通常只能提供低特异性的肿瘤形态。 最近,一种新的近红外漫反射相关光谱(DCS)技术被开发出来,用于直接测量深部组织中的血流指数(BFI)。 然而,早期的基于探针组织接触的DCT方法在体内组织模型中应用时,由于压缩诱导的血流动力学改变而处于劣势。 首次使用新开发的非接触式DCT系统在不接触组织的情况下实现深层组织血流分布的三维(3-D)成像。

2.研究方法:

2.1 名实验参与者。

招募了两名患有低级别乳腺癌的女性,一名 59 岁,一名 49 岁。

2.2 实验材料。

层状和乳腺样组织,见图1。

2.3 实验程序。

在该实验中,使用商用 3D 相机获取乳房表面几何形状,然后将其转换为固体体积网格以进行 NCDCT 图像重建。 进行计算机模拟以表征 NCDCT 系统在不同表面边界下组织体积内具有不同流动对比度和深度的异常(肿瘤)成像的性能。 然后使用 NCDCT 探针扫描人乳腺内的恶性肿瘤(通过超声成像确定),并在重建图像中观察到肿瘤与正常血流的高对比度。 患者处于仰卧位,放射科医生在进行光学测量之前使用超声成像来确定乳房内的主要肿瘤病变。 在超声图像上沿放射学方向标记肿瘤肿块的边缘。 NCDCT探头由步进电机驱动,围绕乳腺旋转,以扫描乳腺肿瘤区域。 分别使用 15 个和 21 个扫描步骤来覆盖双侧乳房的肿瘤区域。 NCDCT 测量后,测量三个不同位置乳腺组织的 S(中位减少散射系数)和 A(中位吸收系数)。 多个站点的平均值 s 和 a 用作流图像重建的初始输入。

2.4 数据采集和处理。

S 和 A 使用商用频域组织血氧仪(IMAGENT、ISS)进行测量。

3.发现:

3.1 计算机模拟 NCDCT

NCDCT在模拟中以相似的精度恢复板状和乳腺组织体积内的异常,当异常位于漫射光的敏感区域内时,在模拟中实现了更高的重建精度。

3.2 NCDCT和人体血氧检测。

体内成像结果与计算机模拟一致,当肿瘤位于弥漫性光敏区域时,可以准确恢复肿瘤中心。 与周围组织相比,肿瘤区域血流的对比度更高。 两名受试者的峰值和平均肿瘤血流量之间的对比度均为 83 倍和 59 次和 140x 和 106次。

4.实验结论。

NCDCT系统的非接触式设计有可能用于对软组织和脆弱组织中的血流分布进行成像,而不会扭曲组织的血流动力学。

5.参考文献和 DOI 号。

he, l., lin, y., huang, c., irwin, d., szabunio, m.m. and yu, g., 2015. noncontact diffuse correlation tomography of human breast tumor. journal of biomedical optics, 20(8), p.086003.

doi: 10.1117/1.jbo.20.8.086003

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