[發明專利]一種內窺式腫瘤血管正常化檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 202010686934.0
• 申請日: 2020-07-16
• 公開（公告）號: CN111870231B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉立龍;陳亞昕;袁茜;陳雪寒;楊靜
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;A61B5/026;A61B5/0285;A61B5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰

本發明公開了一種內窺式腫瘤血管正常化檢測系統及檢測方法，該系統包括多模態光源模塊、內窺探頭、圖像處理器、血流檢測分析模塊、血管形態學分析模塊、人工智能分析模塊及顯示模塊。該方法包括以下步驟：首先，腫瘤血流速度和血管形態測定；然后，腫瘤血管密度和血管分支節點和血管扭曲程度測定；最后，通過人工智能分析模塊綜合上述腫瘤血流速度、血管密度、扭曲程度，判定腫瘤血管是否正常化。本發明具有高時空分辨率、無創、無輻射、智能診斷等優點，通過監測腫瘤血管是否正常化，從而指導抗腫瘤藥物在血管正常化窗口期的應用。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種內窺式腫瘤血管正常化檢測系統及檢測方法。

背景技術

癌癥是危害人類生命健康的重大疾病，每年奪走全球超過800萬人的生命。世界衛生組織2019年9月發布的報告稱，全球1/5的男性和1/6的女性在一生中會患上癌癥，1/8的男性和1/11的女性將死于癌癥。癌癥預計將成為21世紀每個國家的首位死因，并且由于經濟發展水平較高的國家腦卒中和冠心病的死亡率相對下降，癌癥將會成為主要和唯一的阻礙期望壽命增長的疾病。根據最新的統計數據顯示，惡性腫瘤死亡占中國居民全部死因的23.91％，癌癥發病率呈逐年上升趨勢，宮頸癌、鼻咽癌、腸癌、胃癌、食管癌等還將不斷上升，每年惡性腫瘤所致的醫療花費超過2200億。

傳統癌癥治療方式，包括手術、放療、化療、靶向治療均具有不同的局限性。手術對于腫瘤未轉移患者來說是首選的治療方式，能直接將肉眼所見的腫瘤組織切除，但對于轉移性患者手術治療無能為力。放化療能大面積多點殺傷腫瘤細胞，但同時亦可傷及正常組織細胞，產生程度不同的不良反應。靶向藥物治療效果明顯，見效快，但腫瘤細胞很快就產生耐藥。

腫瘤的發生、發展、侵襲和轉移是一個極其復雜的過程，血管生成在其中扮演了至關重要的角色。1971年，Folkman J教授首次提出腫瘤生長和轉移是血管依賴性的，阻斷腫瘤血管生成是遏止腫瘤生長的有效策略。抗血管生成治療惡性腫瘤的理論，即通過抑制腫瘤新生血管從而切斷腫瘤的營養供給，進而達到抑制腫瘤生長的目的。以此理論基礎進行的研究使抗血管生成藥物進入臨床，并取得療效。然而，近年來諸多臨床前及臨床研究顯示，短時間應用抗腫瘤血管生成藥物可起到治療效果，長期使用則會導致腫瘤血管壞死，引起低氧、酸性微環境，反而使實體腫瘤細胞對放化療敏感性下降出現耐藥，甚至在使用抗血管療法數月后，患者會出現病情復發的現象。

研究表明，合理運用抗血管生成藥物，能在血管消退之前修復異常的腫瘤血管系統，使腫瘤血管趨于正常，更有效地運輸藥物到腫瘤細胞，從而提高腫瘤組織對放療和化療的敏感性。微血管正常化過程短暫，在短暫正常化后，腫瘤血管將逐漸恢復紊亂結構。如何在腫瘤血管生成、過度血管退化間找到一個平衡，是否存在一個最優給藥時間，就提出“時間窗”假設，即在此時間窗內二者達到最佳平衡，腫瘤血管趨于正常化。在此時間窗內聯合放化療治療，可以更有效地發揮其抗腫瘤的效應。

然而，不同種類的抗血管生成藥物作用于不同類型的腫瘤，往往會產生不同范圍的“血管正常化時間窗”。因此，如何確定“窗”的具體時間和范圍，是進一步優化放、化療、免疫治療聯合抗腫瘤血管生成治療模式，發揮最佳協同效應的關鍵。

迄今為止，評價腫瘤血管生成狀態和腫瘤血管正常化的“金標準”仍然是微血管密度、基底膜厚度、周皮細胞覆蓋率等組織病理學指標。正常化的腫瘤血管表現為血管內皮細胞連接緊密，周細胞覆蓋率增加，滲漏減少，血管分支減少，基底膜相對正常。然而，上述指標卻存在有創性、對準確取材的過度依賴性和片面性等缺點，因此上述指標目前主要用于探索腫瘤血管生成和腫瘤血管正常化機制方面的基礎研究，卻顯然無法滿足臨床評價腫瘤血管正常化的要求。與之相比，影像學檢查具有無創性、全面性的特點，在臨床評價腫瘤血管正常化方面具有顯而易見的優勢。