结直肠癌微转移的高精度检测和导航手术

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗成像医学成像
• 在瘤学瘤学.

背景情况:

• 手术切除是结直肠癌 (CRC) 治疗的关键,但隐性转移限制了治疗结果.
• 瘤阳性淋巴结 (LNs) 的手术内诊断仍然是一个重大的临床挑战.
• 目前的诊断方法缺乏用于检测小或隐藏的转移部位的灵敏度和特异性.

研究的目的:

• 开发和评估一种新的近红外II (NIR-II) 有机探头FE-2PEG,用于增强结直肠癌的手术内成像.
• 评估FE-2PEG在光引导手术 (FGS) 中的疗效,以精确检测和切除转移性病变.
• 探索双色NIR-II成像策略,同时可视化瘤和保护重要结构.

主要方法:

• 合成和表征NIR-II有机探头FE-2PEG,专注于光特性,光稳定性和生物相容性.
• 在体内对FE-2PEG进行评估,以通过增强的透性和保留效应在正位体CRC模型,转移性LNs和腹转移中被动丰富FE-2PEG.
• 使用NIR-II FGS与FE-2PEG进行腹膜微转移的切除,然后进行病理分析和使用量子点的双色图像.

主要成果:

• FE-2PEG显示出明亮的光 (>1100nm),优异的光稳定性和延长的循环时间.
• 通过改善时间和空间分辨率,实现了对正体CRC,转移性LNs和腹膜转移的高性能生物成像.
• 使用FE-2PEG的NIR-II FGS在切除腹膜微转移方面实现了高灵敏度 (94.51%) 和特异性 (86.59%),病变<3毫米的阳性预测值 (PPV) 为96.57%.
• FE-2PEG成功地划出了瘤边界,双色图像保护了血液供应和正常组织.

结论:

• FE-2PEG 探针为结直肠癌手术中的高性能手术内生物成像提供了一个有前途的工具.
• NIR-II FGS使得转移性结直肠癌 (包括微转移) 的精确诊断和最小侵入性切除成为可能.
• 开发的双色NIR-II成像策略通过保护关键的解剖结构来提高手术安全.