近紅外I區熒光成像在臨(lin) 床国产成人在线观看免费网站中很有前景。近紅外I區窗口（NIR-I，700-900 nm）中的熒光成像相較於(yu) 其它成像方式有許多優(you) 點，其中，高空間和時間分辨率尤為(wei) 突出。它已被視為(wei) 一項強大的技術，並有望在各種臨(lin) 床場景中發揮重要作用，例如，術中熒光圖像引導和診斷成像等。除了亞(ya) 甲藍、熒光素鈉和吲哚菁綠（ICG）等幾種常規小分子近紅外染料被美國食品藥品監督管理局批準用於(yu) 臨(lin) 床常規使用外，許多靶向熒光分子探針也被開發出來並正在進行臨(lin) 床評估，例如葉酸受體(ti) α靶向熒光探針葉酸-FITC、c-MET靶向光學探針GE-137和表皮生長因子受體(ti) 靶向探針Cetuximab-IRDye800CW等。
可見光和近紅外I/II區窗口多光譜熒光成像引導的首次人類肝髒腫瘤手術
技術背景：
近紅外I區熒光成像在臨(lin) 床国产成人在线观看免费网站中很有前景。近紅外I區窗口（NIR-I，700-900 nm）中的熒光成像相較於(yu) 其它成像方式有許多優(you) 點，其中，高空間和時間分辨率尤為(wei) 突出。它已被視為(wei) 一項強大的技術，並有望在各種臨(lin) 床場景中發揮重要作用，例如，術中熒光圖像引導和診斷成像等。除了亞(ya) 甲藍、熒光素鈉和吲哚菁綠（ICG）等幾種常規小分子近紅外染料被美國食品藥品監督管理局批準用於(yu) 臨(lin) 床常規使用外，許多靶向熒光分子探針也被開發出來並正在進行臨(lin) 床評估，例如葉酸受體(ti) α靶向熒光探針葉酸-FITC、c-MET靶向光學探針GE-137和表皮生長因子受體(ti) 靶向探針Cetuximab-IRDye800CW等。
盡管臨(lin) 床国产成人在线观看免费网站中NIR-I區的成像性能優(you) 於(yu) 可見光波長下的成像，但光學成像研究的新進展表明，近紅外II區(NIR-II，1,000–1,700 nm)可以提高活體(ti) 對象的成像質量。這主要歸因於(yu) 組織自發熒光減弱、光子散射減少和較長波長光子吸收水平低等原因。使用 NIR-II區窗口時成像性能的顯著提升包括跨厘米級組織的光檢測、毫米深度下的微米級分辨率和目標與(yu) 背景的高對比度，所有這些都可以實時實現。
因為(wei) 缺乏合適的成像儀(yi) 器和光學探針，NIR-II 成像尚未在臨(lin) 床環境中進行測試。雖然已經開發了多種 NIR-II區光學探針，包括納米粒子、有機聚合物和小分子染料，但這些都沒有在臨(lin) 床上進行過測試。近來，已發現常規NIR-I染料ICG和IRDye800CW在NIR-II窗口顯示出尾部熒光，進一步證明臨(lin) 床使用的ICG適用於(yu) 在小動物模型中具有高性能的NIR-II成像。這些發現為(wei) NIR-II 成像的臨(lin) 床轉化鋪平了道路。
當前不足：
可見光、近紅外I區和近紅外II區在臨(lin) 床国产成人在线观看免费网站中各有優(you) 缺點，但是當前還沒有將其結合起來用於(yu) 人體(ti) 術中引導的報道。
文章創新點：
基於(yu) 此，中科院自動化所的Zhenhua Hu(第1作者)和Jie Tian(通訊作者)等人提出了首次用於(yu) 人體(ti) 術中影像的集成可見光和 NIR-I/II區的多光譜成像儀(yi) 器。並在體(ti) 模和動物研究中表征了其在不同紅外窗口的成像性能。還展示了注射 ICG 的 23 名肝癌患者的可見光、NIR-I 和 NIR-II 多光譜成像的首次人體(ti) 研究，並比較每個(ge) 患者在NIR-I 窗口與(yu) NIR-II 窗口下的圖像表現，以評估術中 NIR-II 熒光成像和 NIR-II 圖像引導手術在臨(lin) 床中的潛力。
原理解析：
（1）可見光、NIR-I/II區多光譜成像集成儀(yi) 器開發。NIR-II區成像子係統由高靈敏InGaAs ccd相機(NIRvana 640, TeLEDyne Princeton Instruments)、鏡頭(EF 24-70mm F/2.8L II USM, Canon)、長波通濾光片(1000nm LP,FEL1000, Thorlabs)組成。NIR-I區成像子係統由高靈敏cmos(PCO.edge 5.5m, PCO AG)、鏡頭(EF 24-70 mm F/2.8L II USM, Canon)、濾光片(832±18.5nm BP, FF01-832/37, Semrock)組成。可見光成像子係統由高分辨率彩色CMOS(PCO.edge 5.5c, PCO AG)、鏡頭(EF 24-70 mm F/2.8L II USM, Canon)組成。熒光激發模塊由激光、濾光片、光纖和擴束鏡組成。其中785nm和808nm激光(輸出功率2W,MW-GX-785和MW-GX-808,Changchun Leirui Optoelectronic Technology)分別用於(yu) NIR-I和NIR-II成像的激發源。三個(ge) 成像子係統獨立工作(以減小互相幹擾)，且使用熱電(Peltier)冷卻對其降溫。
（2）圖像處理。圖像采集使用相機品牌自有軟件采集。圖像處理軟件基於(yu) MATLAB開發，術中熒光圖像偽(wei) 彩顯示。原始圖像首先經過中值濾波降噪(鄰域尺寸9*9 )。然後通過像素計數(pixel counts)將熒光圖像轉為(wei) 偽(wei) 彩圖像。高強度區域黃色顯示，低強度區域藍色顯示。此外，術中根據外科醫生的診斷分配指示正常組織信號強度的可視化閾值。高於(yu) 此閾值的像素計數為(wei) 偽(wei) 彩色，而低於(yu) 此閾值的部分被識別為(wei) 正常組織信號並調整為(wei) 透明顯示。閾值可調整以滿足不同手術的需求。熒光圖像與(yu) 白光圖像重疊，使得外科醫生能夠輕鬆識別腫瘤的位置並確定切除區域。
（3）研究流程。見圖1a,肝癌患者入組研究，並接受術前影像學檢查，包括增強CT、MRI、超聲和PET。術前按0.5mg/kg體(ti) 重靜脈注射ICG作為(wei) 術前常規肝功能檢查。一到七天後，在手術當天，患者接受剖腹手術。通過集成的 NIR-I/II 和可見光多光譜成像儀(yi) 檢查肝髒表麵，獲得可見光和 NIR-I/II 圖像。在超聲和 NIR-I 成像的指導下切除腫瘤。在切除過程中，還獲得了 NIR-II 圖像。手術後，獲得切除標本的可見光和 NIR-I/II 圖像。對切除的組織進行病理檢查。
圖1b,集成的可見光和 NIR-I/II 多光譜成像儀(yi) 器示意圖。圖1c，定製的可見光和NIR-I/II多光譜成像儀(yi) 放置在手術室。
參考文獻：Hu, Z., Fang, C., Li, B. et al. First-in-human liver-tumour surgery guided by multISPectral fluorescence imaging in the visible and near-infrared-I/II windows. Nat Biomed Eng 4, 259–271 (2020).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41551-019-0494-0
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