[发明专利]正电子发射断层摄影和光学组织成像

说明书

根据美国能源部的管理和经营合同DE-AC05-060R23177，美国对于本发明拥有一定的权利。

技术领域

本发明涉及一种正电子发射断层摄影(PET)成像，更具体地涉及组合的PET和光学成像系统，用于在用于去除癌组织的外科手术过程期间迅速地确定足够的癌组织切除和外科切缘(surgical margin)。

背景技术

在癌症手术期间，重要的问题之一是确定是否在癌组织周围有满意的外科切缘。理想地，外科医生希望去除所有的肿瘤，并且在癌组织周围留下足够的切缘，但是不取出太多健康的周围组织。通常，在通过外科手术去除病变部分后，该组织被送到病理实验室以确定在癌周围的切缘是否足够。这种过程会需要20-30分钟或更多，以获得已经切除了肿瘤并且存在足够的外科切缘的确认。在此期间，外科医生必须等待确认。如果切缘不足，则在结束外科手术之前重复几次这个处理，因此向外科手术增加了相当大的停滞时间。对于病人，在这个过程期间损失的时间导致增加了外科手术的时间并且被麻醉的时间被加长，而这会导致增大致病率。增加的外科手术时间也会导致整体提高手术过程的费用。

因此，非常期望具有一种用于用在去除癌组织的外科手术过程期间迅速地确定是否已经进行了足够的癌组织切除并且允许足够的外科切缘的方法和设备。

发明目的

因此，本发明的目的是提供一种用于在外科手术期间迅速地确定癌组织的边界并且在切除之后确定在其周围存在足够的切缘的方法和设备。

发明内容

根据本发明，提供了一种可移动的小型成像系统，其将PET和光学成像组合为可以位于手术室(OR)中的单个系统，并且提供较快的反馈以确定是否已经充分地切除了肿瘤并且是否存在足够的外科切缘。尽管仍然要从病理实验室获得最后的确认，但是这样的装置可以减少该过程所需的总时间和减少实现具有良好的切缘的肿瘤的满意切除所需的反复的次数。

附图说明

图1是本发明的成像系统的部分透视图。

图2是本发明的成像系统的、具有样品盘导轨的模块安装和共同定位(co-registration)夹具的部分透视图。

具体实施方式

具有F-18氟脱氧葡萄糖(FDG)的正电子发射断层摄影已经被证明为用于成像各种癌的有价值的工具。许多癌与正常的组织相比显示增大的葡萄糖代谢。当静脉注射FDG时，FDG集中在肿瘤中以使得肿瘤被成像。在结合本发明的成像系统使用的规程中，在外科手术之前的一个小时，向病人注射少量的正电子发射放射药剂，诸如FDG。当外科医生已经取出了癌病变部分时，他或她将使用染料标注切除的组织和手术床以映射方位来用于切缘的分析。

本发明的正电子发射断层摄影(PET)组织样品成像器使用一对小PET照像机来成像在被切除的组织样品中的放射示踪剂摄取。癌组织通常被识别为在样品内的增加的放射示踪剂累积的一个或多个聚焦区域。本发明的PET组织样品成像器也使得可以获得组织样品的共同定位的光学图像。显示放射示踪剂累积的代谢PET图像被融合在用于显示的光学图像上。在两个不同的90度方位中评估融合图像使得外科医生可以确定是否在肿瘤周围存在正常组织的足够的切缘或者是否需要进一步的干预。这种手段也允许外科医生通过观察光学图像来观察在病人体内的组织的物理位置。可以在手术室中在仅几分钟中完成这个处理，因此消除了反复的病理检查的需要。

现在参见附图，本发明的双模移动成像器10包括：

1)平面PET成像器12，其通常但不是必然地显示10cm x 20cm的视场和大约～1.5-3.0mm的平面重建分辨率；

2)具有样品盘导轨的PET模块安装和共同定位夹具14；

3)光学相机16；

4)组织样品盘18；

5)与手术室环境兼容的移动吊架20

6)具有PET成像器底座的选用臂22；

7)具有监控器24、键盘26和鼠标28的计算机34

8)具有低压和高压电源的成像器电子设备30

9)PET模块数据获取系统32

10)在计算机34上安装在数据获取和处理软件

11)在计算机34上安装的图像融合软件

12)UPS/隔离变压器36