光声成像这种非侵入性诊断方式在用于显示甲状腺疾病方面的潜力



根据发表在《核医学杂志》 10月号上的新研究,多光谱光声层析成像(MSOT)和超声技术相结合已被用于无创地表征一系列甲状腺疾病。通过提供功能参数和组织特征的半定量分析,新的非侵入性成像技术可以为甲状腺疾病的初步评估和鉴别诊断提供新的生物标记信息。

甲状腺疾病,包括自身免疫性疾病(格雷夫斯病)和甲状腺结节,在世界范围内很普遍。美国甲状腺协会估计,有12%或2000万美国人患有某种类型的甲状腺疾病。

“目前,对甲状腺疾病的评估和风险分层方法包括激素检测,高分辨率超声,闪烁显像和侵入性程序-细针穿刺活检和甲状腺切除术,”明斯特大学核医学科/大学医院医师Wolfgang Roll医师表示。MSOT成像可检测由超短激光脉冲照射的组织扩张产生的超声波,已被证明对血管成像,炎症性肠病和肿瘤学具有重要意义。我们的研究着手评估混合光声成像/超声成像是否可以提供新的生物标记物,以进一步评估单个甲状腺结节的风险模式,而无需进行侵入性手术。”

该研究包括18位患者:3位Graves病患者,3位健康志愿者,9位甲状腺良性结节患者和3位甲状腺恶性模块患者。为了将Graves病与健康的甲状腺组织进行比较,用MSOT /超声对14个甲状腺叶(六个Graves病和八个健康组织)进行了成像。为了比较甲状腺结节,用MSOT /超声对总共16个结节(13个良性和3个恶性)成像。遵循国际指南,所有患者还接受了常规的临床甲状腺评估。

重建了MSOT图像,并分析了几个功能性生物标志物和组织参数,包括脱氧血红蛋白,氧合血红蛋白,总血红蛋白,血红蛋白饱和度,脂肪含量和水分含量。在超声图像上绘制感兴趣的区域,并将其转移到相应的共配准MSOT图像上。然后进行统计分析。

MSOT /超声成像发现,与健康对照组相比,Graves病叶中的脱氧血红蛋白和总血红蛋白明显更高,脂肪含量也明显更低。当将甲状腺结节与MSOT /超声检查相比较时,恶性甲状腺结节显示的血红蛋白饱和度和脂肪含量均明显低于良性结节。作者指出,混合MSOT /超声非常适用于甲状腺疾病患者,并且具有足够的重现性。

Roll说:“光声成像是将光学成像技术用于深层组织分析的新尝试,具有在各种良性和恶性疾病中的潜在临床应用。” “我们的研究表明,杂合MSOT /超声可以通过无创地提供半定量功能参数来评估甲状腺疾病的组织组成变化。通过其在临床前和临床转化研究,这些技术发展可以帮助医生在将来改善诊断和评估治疗效果。”

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图1.甲状腺临床MSOT原理。(A)用手持式混合MSOT /超声系统检查甲状腺的方案(左)。对甲状腺结节患者,健康个体和Graves病患者进行可重复扫描。光声成像的基础是组织内(中部)对照射的激光脉冲的吸收,然后进行热弹性扩展和超声波感应,可以使用手持探测器进行探测(右)。(B)第一步,获取单个波长的MSOT图像(左)。光谱解混基于不同组织成分的特定吸收光谱(右),可以评估HbR,HbO 2等功能参数,脂肪含量和水分含量。(C)甲状腺和周围组织的横向超声图像可以准确定位解剖结构(左)。将超声图像上绘制的ROI转移到共同配准的伪彩色编码的平均MSOT图像(此处为HbT)进行视觉和定量分析(右)。





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