《基於光聲成像技術的腫瘤光熱治療最佳化與監測新方法》是依託福建師範大學，由李志芳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於光聲成像技術的腫瘤光熱治療最佳化與監測新方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李志芳
- 依託單位：福建師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
發展基於光聲成像技術的組織光學吸收係數和組織體內溫度特性測量的新方法，並套用於腫瘤光熱治療最佳化方案選擇及其治療過程的監控.擬將脈衝雷射照射碳納米管增強的腫瘤組織，由背向的超聲換能器平移掃描採集光聲信號，得到腫瘤空間分布的光聲圖像，並由光聲信號反演出腫瘤的光學吸收係數；然後將腫瘤的吸收係數的分布與基於圖形處理的Monte Carlo模擬數值計算出腫瘤光熱治療的光劑量。最後，在腫瘤治療過程中採用光聲成像技術實時監測腫瘤內溫度的變化，並根據溫度變化情況及時地調整最佳化治療光劑量。此方案為臨床治療腫瘤提供依據。創新點包括：提出基於光聲成像技術的光學吸收係數和溫度監測的測量技術；實驗測量與理論數值模擬有機結合；將光聲成像導引與溫度監控和腫瘤治療相結合等。預期將發展新光聲成像原理和數值模擬技術，實現腫瘤的光熱治療方案的確立和治療過程的監測。
結題摘要
惡性腫瘤導致人類死亡的人數正在繼續增加，在我國已成為城鄉居民的首要死因。腫瘤新興的治療方案有PDT，光免疫治療和光熱治療。這三種治療方案都涉及光劑量問題。臨床上光劑量通常採用經驗值，達不到精準治療效果。為了解決此難題，本項目主要開展了以下四個方面的研究內容並獲得相關的成果。1、基於相位顯微技術發展提取光學散射特性的方法，通過多尺度數學形態學分析提取離體組織的顆粒數密度分布，並結合Mie散射理論數值計算出完整的正常和腫瘤組織光學散射性質；採用碳納米管等材料構建吸收增強的腫瘤的實體仿真模型；刻畫組織包括腫瘤的特別是在邊界處產生的光聲信號特徵。2、確定腫瘤等組織的光聲光譜信號。腫瘤是個富含血液的組織，血液的光聲光譜圖兩個吸收譜值，分別為750nm和950nm。當光熱效應的溫度高於55℃，信號同溫度之間不再呈線性關係。這是由於高溫作用是血液內產生了高鐵血紅蛋白新物質。3、建立光聲信號在不同溫度下的分布規律,光聲監測溫度範圍為20.2℃到80.8℃，此範圍覆蓋了目前光熱效應治療腫瘤--高熱和凝固作用，也覆蓋雷射免疫治療中所需要的溫度。4、發展腫瘤介入式光熱治療最佳化與監測的光聲檢測方法，利用光纖耦合技術將脈衝光與連續光同時輸入到光纖的彌散端中，照射腫瘤組織的同一區域，脈衝光用於產生光聲信號，連續光用於治療腫瘤組織，實現對光熱治療腫瘤過程中溫度實時監測，反饋給治療系統，根據所治療所需要特定的溫度快速調節最佳化治療方案。本項目地完成提供腫瘤光熱治療過程中溫度和光學性質變化的信息，為光熱治療的最佳化提供客觀依據，這是精準治療所必須的。此結果可套用於腫瘤PDT，光免疫治療和光熱治療的實時監測和光劑量的最佳化中。
