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2022-01-20 19:05

用于卵巢癌早期检测的小装置

Small device for earlier ovarian cancer detection

生物医学工程教授、BIO5研究所所长詹妮弗·巴顿(Jennifer Barton)花了近10年的时间研发一种用于检测早期卵巢癌的阴道镜。班纳大学医学中心的外科医生约翰·赫斯克维尔德(John Heusinkveld)博士现在首次使用该设备捕捉研究参与者的输卵管图像。

由于缺乏有效的筛查和诊断工具,超过四分之三的卵巢癌病例直到癌症晚期才被发现。结果,只有不到一半的卵巢癌患者在确诊后能活过五年。

Jennifer Barton是亚利桑那大学第五生物医学研究所的主任,也是Thomas R. Brown生物医学工程的杰出主席,她花了数年时间开发一种足够小的设备来成像输卵管——连接子宫和卵巢的狭窄导管——并寻找早期癌症的迹象。John Heusinkveld博士现在已经首次在研究参与者身上使用了这种新的成像设备,作为人体试验的一部分。

在初步的人体试验中,Heusinkveld正在使用这种阴道镜设备,对那些因癌症以外的原因而被摘除输卵管的志愿者的输卵管进行成像。这将使研究人员不仅可以测试该设备的有效性,而且可以开始建立一个“正常”输卵管的基线范围。自9月以来,Heusinkveld已经成功地在4名志愿者身上使用了阴道镜。

美国食品药品监督管理局(FDA)已将这项研究标记为“没有重大风险”,但在即将被摘除的器官上测试该设备甚至能更有效地降低风险。

“这是第一个可以放入输卵管的内窥镜,能够以高分辨率看到表面以下的任何东西。”Heusinkveld说,他是图森医学院妇产科助理教授,同时也是班纳大学医学中心图森妇产科妇产科委员会认证的女性盆腔医学和重建外科专家。“我们对该设备在首次住院患者使用时捕捉到的图像非常满意,我们期待收集更多数据。”

直径0.8毫米的阴道镜体积小,分辨率高,是前所未有的。

“这是非常小的,”巴顿说,他也是光学科学和医学成像的任命,是亚利桑那大学癌症中心的成员。“即使在六七年前,你也不可能编造出这样的东西。”

拯救了许多人的生命,改善了其他人的生活

美国癌症协会(American Cancer Society)估计,到2022年,美国将有约19880名女性被诊断出患有卵巢癌,其中约12810人将死于这种疾病。巴顿希望她的阴道镜能帮助拯救一些女性的生命,并极大地提高其他人的生活质量。

通过早期检测,医生可以在卵巢癌扩散之前进行预防性输卵管和卵巢切除术(切除卵巢和输卵管)。因为研究人员认为卵巢癌通常始于输卵管,所以许多医生建议有患卵巢癌风险的女性摘除卵巢和输卵管。许多女性选择这种手术是因为它有可能挽救生命,但它也不是没有缺点。这种手术将女性推入手术诱发的更年期,其副作用包括潮热、情绪波动,以及心脏病和骨病的高风险。

巴顿引用了一项研究的一个例子,在这项研究中,122名已知携带增加癌症风险基因的患者被切除了输卵管,作为预防措施。对摘除后的试管的分析表明,只有7名女性处于癌症发展的过程中。

巴顿解释说:“这个设备可以让我们告诉其他115名女性,‘嘿,你很正常,我们会每隔几年回来检查你,确保一切正常。’”

定期的阴道镜检查可能意味着即使是最终选择切除手术的患者也可以在以后的生活中进行,比如在生育几年后。

Heusinkveld说:“有趣的是,我可以告诉你,当一个病人在年轻时切除卵巢时——几乎总是为了降低患癌风险——她被补充激素,他们中的很大一部分人回来后说,‘你知道,我只是感觉不如以前好了。’”对此你无能为力,除了胡乱调整剂量。所以,如果我们能推迟到卵巢真正不活跃的年龄切除卵巢,这将是一个相当大的健康益处。”

多年的酝酿

该阴道镜的有效性源于多种成像技术的结合。通过一种叫做荧光成像的方法,测量不同分子吸收和发射光线的方式,该设备检测组织中的代谢和功能变化。利用光学相干层析成像技术,该设备可以在高分辨率下观察结构变化。第三种技术——白光反射成像——根据组织反射光的方式收集有关组织的信息。

在最初的研究中,研究小组希望在摘除输卵管之前对20组输卵管进行成像。作为外科医生,Heusinkveld将向工程团队提供关于如何使设备更容易使用和更有效的反馈。

巴顿说:“我们的目标是展示我们可以进入输卵管,这本身就很重要,我们可以拍摄图像,评估图像的质量,并得到医生的反馈。”“这项研究将有助于建立一个‘正常’范围的基线。”

在未来,随着FDA的批准,该团队的目标是使用该设备来成像高癌症风险患者的输卵管。虽然这一设备在FDA批准、生产和上市前可能还需要几年的时间,但这一里程碑标志着在过去10年的制造过程中迈出了关键的一步,并可能最终永远改变卵巢癌筛查方案。