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Apr 05, 2024

喉頭がんの検出のための外科用旋光内視鏡

Nature Biomedical Engineering (2023)この記事を引用 1893 アクセス 18 Altmetric Metrics の詳細 この記事に対する出版社の訂正は 2023 年 6 月 8 日に公開されました この記事は更新されました

Nature Biomedical Engineering (2023)この記事を引用

1893 アクセス

18 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この記事に対する出版社の訂正は 2023 年 6 月 8 日に公開されました。

この記事は更新されました

喉頭の病変を検出するための標準治療には、白色光内視鏡で撮影した色と質感のコントラストを介して、疑わしい病変を周囲の健康な組織から区別することが含まれます。 しかし、この技術は感度が不十分であるため、満足のいく偽陰性率が得られません。 今回我々は、がん組織と健康な組織の偏光特性の違いを利用することで、喉頭病変をリアルタイムでより適切に検出できることを示します。 偏光リターダンスと偏光解消の違いを測定することにより、当社が「外科用偏光内視鏡」(SPE)と名付けたこの技術は、白色光内視鏡よりも約1桁大きいコントラストを生成し、そのためより優れた識別が可能になります。扁平上皮癌と診断された患者について示すように、癌性病変の検査を行います。 喉頭組織の切除および染色スライスの偏光イメージングにより、偏光のリターダンスの変化は主に組織の構造的特徴に起因する可能性があることが示されました。 また、癌性病変を除去するための日常的な経口レーザー手術を補助するためにSPEを評価したところ、SPEが喉頭癌の検出において白色光内視鏡検査を補完できることが示されました。

喉頭がんは、上部気道消化管の最も一般的な悪性腫瘍の 1 つです1。 内視鏡的切開生検や経口手術などの低侵襲手術は、それぞれ喉頭がんの診断と介入に広く使用されています。 外科内視鏡検査は、外科医が侵襲的に喉頭を開いて露出させることなく、疑わしい領域を詳細に検査できるようにするとともに、組織病理学的検査のために生検を行う場所や外科的介入で切除する場所をさらに決定できるようにすることで重要な役割を果たしています。 標準治療は、高精細白色光内視鏡 (WLE) です。これは、白色光照明と外科用内視鏡による喉頭組織の赤/緑/青 (RGB) カラー カメラ イメージングを使用する広視野光学イメージング技術です。肉眼で見えるものを忠実に再現しています。 外科医は、WLE の色とテクスチャのコントラストを利用して、疑わしい喉頭病変を周囲の正常組織から区別し、手術を実行します。 残念ながら、腫瘍病変、特に前癌状態および初期癌段階の腫瘍病変は、常に識別可能な色や質感の違いを示すとは限らず、異常な色や質感のある組織領域が常に癌と関連しているとは限らず、不満足な感度につながる可能性があります（ 51.1% と低い）、ミス率 2、3、4、5。 WLE の限界により、生検ターゲットの不適切な選択、または亜全切除または不必要な切除が行われ、生存率に悪影響を及ぼしたり、患者にさらなる機能障害を引き起こしたりすることになります。

喉頭がんの低侵襲手術は、病理に関連するコントラストを高める補完的な外科内視鏡技術を臨床ワークフローに導入することで、大きな利益を得ることができます。 理想的な技術は、迅速ながん検出と明確な手術ガイダンスを支援する、リアルタイム、高解像度、広視野、ラベルフリーのイメージング ソリューションを提供することです6。 組織の細胞レベルの可視化のための蛍光共焦点内視鏡検査や非線形内視鏡検査など、いくつかの有望な新興バイオフォトニクス技術が存在する7,8,9,10,11、組織構造の同定のための内視鏡光コヒーレンストモグラフィー12,13,14,15、 16、細胞形態検出のための内視鏡光散乱分光法17、18、19など。 これらは、点状の検出（横方向に沿った）またはサブミリメートルの視野内のイメージングを使用し、より広い領域をカバーするには、内視鏡システム内に追加のアドホックサンプリングまたはスキャン機構が必要です。 WLE や裸眼に匹敵するかなり広い範囲をカバーする高精細画像をリアルタイムで取得することは困難であり、そのため、移動および変形する手術シーンを検出するためのこれらの技術の能力が制限され、これらの画像から抽出された情報を登録する際に課題が生じます。組織と手術器具に対する外科医の視点を取り入れた技術。