多模态融合技术
应用高光谱成像技术检测脑胶质瘤的实验研究
中华神经外科杂志, 2018,34(4) : 359-364. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-2346.2018.04.008
摘要
目的

通过应用高光谱成像(HSI)技术确定小鼠颅内种植胶质瘤的区域和边界,为HSI在临床手术中引导脑胶质瘤的精准切除提供实验基础。

方法

通过种植胶质瘤GL261细胞株建立C57小鼠胶质瘤模型,利用HSI结合手术显微镜系统对13只模型动物(10只离体、3只在体)进行成像研究,提取脑胶质瘤和正常组织的特征光谱,并将获取的图像与其7.0 T MRI图像进行比较。

结果

各组织的特征光谱曲线显示,肿瘤中心组织与各部位脑组织的光反射率在460~700 nm处相差较大;肿瘤边缘的光反射率与内囊、胼胝体在460~600 nm处相差较大,与齿状回在460~700 nm处则差别不明显;与皮质和丘脑相比,肿瘤边缘的光谱反射率在500~600 nm处较低,而在650~700 nm处较高。HSI R700/R545图像能清晰显示肿瘤的区域及其边界,与苏木素-伊红染色相比,普通红绿蓝三色合成图、MRI T2、HSI R700/R545的成像精度分别为(81.9±4.5)%、(84.4±4.7)%以及(92.4±2.5)%。

结论

HSI能精准显示胶质瘤模型小鼠肿瘤的区域及其边界,有可能成为神经外科手术中实时、无标记、在体检测与成像脑胶质瘤的新方法。

引用本文: 傅楚华, 李钊, 王海峰, 等.  应用高光谱成像技术检测脑胶质瘤的实验研究 [J] . 中华神经外科杂志, 2018, 34(4) : 359-364. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-2346.2018.04.008.
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脑胶质瘤是中枢神经系统最常见且预后极差的恶性肿瘤。最大限度安全切除肿瘤可有效提高患者的生存期和生存质量[1,2]。然而,由于胶质瘤呈侵袭性生长,其恶性组织与周围正常脑组织在视觉上缺乏明显的可辨识标志,术中在常规手术显微镜下不易辨认肿瘤的边界,切除范围往往难以把握,而切除过多或过少会造成神经功能障碍或短期内肿瘤复发,影响患者的预后[3,4]。高光谱成像(hyperspec-tral imaging,HSI)将光谱和图像合一,不仅能获取物体的空间信息,还能通过提取图像上每个像素点的光谱来分析样本的内部属性,识别人眼所不能见的成分信息[5],可非接触、无创地鉴别不同类型的组织,并且设备简单、便携、可移植性强,使其在术中实时引导肿瘤的切除成为可能。本组采用高光谱分辨率和高空间分辨率的HSI系统对离体和在体小鼠的脑胶质瘤进行研究,获取直观的胶质瘤二维图像,并将其与MRI图像进行比较,分析HSI的优缺点,旨在为该技术应用于临床提供实验基础。

 
 
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