美国癌症协会:这个可穿戴可快速预测乳腺癌化疗效果

2018-05-12

正文






近日,在美国癌症研究协会(American Cancer Society)赞助下,美国波士顿大学的Roblyer教授发明了全新的乳腺癌化疗检测设备,能极大程度得帮助乳腺癌的治疗,及时了解癌症化疗手段是否真的“有效,对抗癌药进行正确预测与评估,避免癌症患者得经历化疗副作用的折磨去强行“试错的悲剧。


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化疗与乳腺癌


乳腺癌可以说是女性的梦魇。美国好莱坞性感明星安吉丽娜.朱莉因基因检测发现自己是乳腺癌的高危人群,而选择了乳腺切除术。


根据我国国家癌症中心统计显示,仅2016年全国新发乳腺癌病例已经高达27万,并且每年死亡率超过7万,居女性恶性肿瘤发病率首位。因此,乳腺癌治疗迫在眉睫,而化疗是乳腺癌治疗的最常见方法之一。


提到化疗,我们并不陌生。在医疗与科技飞速发展的今天,化疗俨然成为了人类抗癌之路的主力军。化疗的原理是通过抗癌药物阻断细胞的分裂从而抑制癌细胞的生长增值。


对于乳腺癌,化疗目的在于减少乳腺癌肿瘤的大小。而化疗的效果对于乳腺癌的治疗尤其重要。一来是因为乳腺癌化疗结果会决定乳腺癌患者后期要面对的治疗手段:乳房切除手术或者乳房肿瘤切除术。其次,临床研究证明有效的术前化疗可以延长患者的寿命。


虽然化疗往往能够有效遏制肿瘤细胞的增殖,化疗药物在杀伤肿瘤细胞的同时也会将正常的人体细胞一并杀灭,并会给患者带来恶心、呕吐甚至脱发等副反应。最让人难过的地方在于,以目前的临床医疗检测手段而言,癌症患者可能在接受化疗后的几个月才能够知道自己采用的化疗手段是否真的“有效。换言之,癌症患者很多时候需要折磨自己的身体去“试药”。



一位乳腺癌患者正在接受化疗


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可穿戴光学成像仪


然而,美国波士顿大学Roblyer教授向公众提出的新的研究成果——可穿戴光学成像仪(Wearable Optical Device)——将在未来能提前预知化疗效果是否有效。


Roblyer教授近几年一直致力于发展医疗领域的光学成像技术,即通过光学成像技术研究人体内肿瘤的生理变化。传统的光学成像技术依赖于复杂沉重的测试仪。



图右为波士顿大学的Roblyer教授


所谓“可穿戴光学成像仪”,是癌症患者可以穿戴在身上的肿瘤检测装置。可穿戴光学成像仪基于医学光学成像技术(Medical Optical Imaging)原理。目前的可穿戴光学成像仪有32个LED光源和16个光电二极管,在测量肿瘤生理变化上拥有很高的准确性。即便如此,Roblyer教授依旧在研究调整光源和二极管的位置以求得最高的准确度。


在癌症治疗领域内,光学成像技术主要是通过肿瘤对光粒子传播的影响来绘制患者体内的肿瘤的形状大小,从而便于医生研究人体肿瘤的生理变化。比如,扩散光学成像技术(Diffuse Optical Spectroscogy 或者DOS),就是通过研究人体内的肿瘤对照射在人体内部的光粒子传播、散射以及反射的影响来了解肿瘤增殖情况。具体来说,肿瘤的供血与代谢的变化会对扩散光产生影响。受到影响的光粒子在反射回人体表面测试仪的“感知器”时候,便会绘制人体内部肿瘤的大小与形状,从而帮助医生了解到化疗前后肿瘤的生理变化。



图为可穿戴式光学成像仪及其设计图


目前,这款可穿戴光学成像仪主要针对乳腺癌患者。它可以根据乳腺癌患者的乳房大小进行调整,从而最大程度减小患者穿戴测试仪时的不适感。


同时,因为“可穿戴”的缘故,医生可以更加灵活得保持对乳腺癌患者体内的肿瘤状况监控,不再受限于诊所的特殊环境,从而不再需要患者和诊所预约时间进行诊断。


更重要的是,这项技术使得乳腺癌患者能够在化疗后的一周后甚至一天后马上了解自己的化疗效果,使得患者可以最大程度上避免使用无效的化疗药剂以及化疗带来的不良反应。



目前美国正在使用的乳腺癌光学成像仪


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现阶段乳腺癌化疗的检测手段


目前,乳腺癌化疗结果的检测主要是通过CT(计算机断层成像)、骨扫描、PET(正电子发射计算机断层扫描)以及核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance Imaging, 简称NMRI)实现的。



图为B超监测是否术后发生肿瘤局部复发


早期乳腺癌患者在乳腺癌肿块切除手术后,需要做B超看是否存在局部复发。因为乳腺癌经常发生骨转移,所以对患者进行骨扫描也是必要的。而CT扫描常常被用来帮助医生诊断肝肺部是否有癌细胞转移。


相比于CT所使用的X光,光学成像技术所用的红外光对人体带来的损害要小很多,因此更利于实现术前术后与化疗前后乳腺癌患者症状的持续监测。


PET和NMRI是目前比较我国比较流行的乳腺癌检测手段。然而,PET和NMRI的仪器非常复杂且笨重,患者只能在仪器所在地进行癌症检测。相反,光学成像仪却可以实现在化疗输液期间持续对肿瘤细胞进行监测。


除此之外,可穿戴光学成像仪更大限度的降低医疗资源的压力,患者在人来人往的医院里排队等候检查的次数将大幅度减少。



国庆期间杭州医院门诊爆满


因此,可穿戴光学成像仪这样能够简化乳腺癌肿瘤的监测的技术,在很大程度上能够解决大部分乳腺癌患者在医院“排队”的问题。不但能减少乳腺癌患者面对的来自社会的压力,还能够及时避免使用不合适的药剂进行化疗,提前预知化疗效果。


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展            望


虽然,Roblyer教授设计的可穿戴光学成像仪还处于不断升级研发阶段并且等待美国食品与药物管理局批准上市,但可穿戴光学成像仪已经在实验室成型,并且指明了未来癌症治疗的方向,即:实现对化疗结果快速而实时的监测,提高患者在化疗药物选择上的准确性,降低癌症患者的化疗副作用,延长癌症患者寿命以及协助攻克治愈癌症。


在不远的将来,我们不但会减轻癌症患者化疗所经受的痛苦,同时我们对肿瘤的动向也会有更清楚的认识。越是对肿瘤生理特征了解,我们离战胜癌症的日子就越近。


参考文献:

1. https://www.cancer.org/latest-news/new-device-aims-to-use-light-to-predict-how-well-chemotherapy-treats-breast-cancer. 

2.  http://www.bu.edu/today/2017/breast-tumors-biomedical-imaging-device/


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