[发明专利]一种内窥式肿瘤血管正常化检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种内窥式肿瘤血管正常化检测系统及检测方法，该系统包括多模态光源模块、内窥探头、图像处理器、血流检测分析模块、血管形态学分析模块、人工智能分析模块及显示模块。该方法包括以下步骤：首先，肿瘤血流速度和血管形态测定；然后，肿瘤血管密度和血管分支节点和血管扭曲程度测定；最后，通过人工智能分析模块综合上述肿瘤血流速度、血管密度、扭曲程度，判定肿瘤血管是否正常化。本发明具有高时空分辨率、无创、无辐射、智能诊断等优点，通过监测肿瘤血管是否正常化，从而指导抗肿瘤药物在血管正常化窗口期的应用。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种内窥式肿瘤血管正常化检测系统及检测方法。

背景技术

癌症是危害人类生命健康的重大疾病，每年夺走全球超过800万人的生命。世界卫生组织2019年9月发布的报告称，全球1/5的男性和1/6的女性在一生中会患上癌症，1/8的男性和1/11的女性将死于癌症。癌症预计将成为21世纪每个国家的首位死因，并且由于经济发展水平较高的国家脑卒中和冠心病的死亡率相对下降，癌症将会成为主要和唯一的阻碍期望寿命增长的疾病。根据最新的统计数据显示，恶性肿瘤死亡占中国居民全部死因的23.91％，癌症发病率呈逐年上升趋势，宫颈癌、鼻咽癌、肠癌、胃癌、食管癌等还将不断上升，每年恶性肿瘤所致的医疗花费超过2200亿。

传统癌症治疗方式，包括手术、放疗、化疗、靶向治疗均具有不同的局限性。手术对于肿瘤未转移患者来说是首选的治疗方式，能直接将肉眼所见的肿瘤组织切除，但对于转移性患者手术治疗无能为力。放化疗能大面积多点杀伤肿瘤细胞，但同时亦可伤及正常组织细胞，产生程度不同的不良反应。靶向药物治疗效果明显，见效快，但肿瘤细胞很快就产生耐药。

肿瘤的发生、发展、侵袭和转移是一个极其复杂的过程，血管生成在其中扮演了至关重要的角色。1971年，Folkman J教授首次提出肿瘤生长和转移是血管依赖性的，阻断肿瘤血管生成是遏止肿瘤生长的有效策略。抗血管生成治疗恶性肿瘤的理论，即通过抑制肿瘤新生血管从而切断肿瘤的营养供给，进而达到抑制肿瘤生长的目的。以此理论基础进行的研究使抗血管生成药物进入临床，并取得疗效。然而，近年来诸多临床前及临床研究显示，短时间应用抗肿瘤血管生成药物可起到治疗效果，长期使用则会导致肿瘤血管坏死，引起低氧、酸性微环境，反而使实体肿瘤细胞对放化疗敏感性下降出现耐药，甚至在使用抗血管疗法数月后，患者会出现病情复发的现象。

研究表明，合理运用抗血管生成药物，能在血管消退之前修复异常的肿瘤血管系统，使肿瘤血管趋于正常，更有效地运输药物到肿瘤细胞，从而提高肿瘤组织对放疗和化疗的敏感性。微血管正常化过程短暂，在短暂正常化后，肿瘤血管将逐渐恢复紊乱结构。如何在肿瘤血管生成、过度血管退化间找到一个平衡，是否存在一个最优给药时间，就提出“时间窗”假设，即在此时间窗内二者达到最佳平衡，肿瘤血管趋于正常化。在此时间窗内联合放化疗治疗，可以更有效地发挥其抗肿瘤的效应。

然而，不同种类的抗血管生成药物作用于不同类型的肿瘤，往往会产生不同范围的“血管正常化时间窗”。因此，如何确定“窗”的具体时间和范围，是进一步优化放、化疗、免疫治疗联合抗肿瘤血管生成治疗模式，发挥最佳协同效应的关键。

迄今为止，评价肿瘤血管生成状态和肿瘤血管正常化的“金标准”仍然是微血管密度、基底膜厚度、周皮细胞覆盖率等组织病理学指标。正常化的肿瘤血管表现为血管内皮细胞连接紧密，周细胞覆盖率增加，渗漏减少，血管分支减少，基底膜相对正常。然而，上述指标却存在有创性、对准确取材的过度依赖性和片面性等缺点，因此上述指标目前主要用于探索肿瘤血管生成和肿瘤血管正常化机制方面的基础研究，却显然无法满足临床评价肿瘤血管正常化的要求。与之相比，影像学检查具有无创性、全面性的特点，在临床评价肿瘤血管正常化方面具有显而易见的优势。