光学即时诊断成像技术助力帮助解决神经外科难题

2018-03-09

SynaptiveMedical公司的CameronPiron表示:“医学成像领域中的光学市场规模相当于核磁共振成像、计算机断层扫描或超声波的市场规模,但是光学技术并不总是被认为是医疗成像领域的支柱。”SynaptiveMedical公司位于加拿大多伦多市,是一家医疗设备和技术公司。Piron在国际光学工程学会休斯敦医疗影像公司的主题演讲中讨论了行业动态的变化以及光学成像在病人护理周期特定时间点采集定量数据的扩展应用。


SynaptiveMedical公司的CameronPiron最近在国际光学工程学会医学影像会议上谈及关于即时诊断成像技术的问题。图片来源:SynaptiveMedical。

Synaptive公司推出的医疗平台有“ModusV”——这是一种为脊椎和脑外科医生提供自动化操作的数字化显微镜,以及“BrightMatter”——这是一套结合数字显微镜和数据传输功能的设备,帮助神经外科医生在手术过程中观察病人的大脑状况。Piron解释称,SynaptiveMedical公司开发的这些系统以及在非医学成像方面的进展恰恰满足了外科医生的需求,并且将促进即时诊断成像系统的未来进展。

“目前已经有多种被证明有效的医疗成像技术,但是近些年医疗成像的发展较为缓慢,我们有机会从国防和先进制造等领域获取光学成像技术的元素,并将其应用于医疗领域,其益处将会是显而易见的。”在Piron介绍的一个例子中,他的公司与加拿大航天局承包商麦克唐纳迪特维利公司(MDA)合作开发了一种自动化机器人手臂,用于追踪外科医生在脑和脊髓手术过程中的运动,该技术最初是由MDA公司为国际空间站开发的机器人技术改进而来的。另一个领域是电影业,研究人员近期从图像质量和色彩校准技术中得到了灵感,如正在开发的IMAX格式,现在能够在手术应用中发挥重要作用。

Piron指出:“重要的是外科医生必须拥有一个能够接收来自多个来源的数据的平台,无论是光学成像、核磁共振成像还是计算机断层扫描,以帮助进行更好的临床决策。我们努力的重点之一是通过更好的分辨率或彩色成像技术自行创建数据源,并提高所提供信息的质量,而目标之二是开发新的架构和基础设施,以便向外科医生提供更多的数据。”其中一些数据来源对于脑外科医生来说可能相对较新,但对其他地方的临床医生已经很熟悉。光学相干断层扫描和拉曼光谱技术在眼科或药物质量控制等领域都发挥着重要作用,但还没有深入到神经科学领域,目前Piron公司将它们都在新的领域发挥作用。

SynaptiveMedical公司的创始人最初在SentinelleMedical公司工作,该公司专注于对乳腺和前列腺的核磁共振成像,其后他们通过提高成像质量并将其集成到同一套技术中,从而影响神经外科手术的操作顺序。根据Piron的说法,手术显微镜在50年前首次在临床使用,但在其后的50年间基本没有大的突破进展。

医疗光学技术的发展

“外科医生已经适应了使用这种设备,但是这些设备并没有真正满足外科医生的需求,这是经过优化的新型光学成像系统,能够提供更好的清晰度和放大倍率。这是首次使SynaptiveMedical公司成长为光学公司的机会,手术中外科医生通过视觉获得的信息通常是模拟的,但这是集成数字技术和先进成像的完美领域。如何将这些信息直接与患者的病情联系起来,目前仍然是一个未被充分探索的领域,而且即时诊断成像的重要性也越来越受到重视。”


SynaptiveMedical公司使用“ModusV”数字显微镜以9.71倍的倍率对大蓝闪蝶(Morphomenelaus)的眼睛进行光学变焦成像。图片来源:SynaptiveMedical公司。

这一目标也符合当前医学用途中普遍使用成像技术的趋势,因为它不再局限于放射科使用,已经在不同的医院功能中使用。中风护理正是一个例子,在诊断和治疗开始的关键时期,成像技术的应用能够对患者进行更快的干预。“目前的趋势是降低成像的成本和提高可靠性,而且不仅要降低设备本身的成本,还有收集数据的成本。”Piron评论道。"我们越多地将这些信息整合到临床诊断的流程中,这意味着机器智能和相关技术将成为一个重点,数据量不仅会变得更多,而且会更合适智能分析。我们还必须考虑临床医生使用数据的能力,以及如何使数据更加有效和方便直接解读。这些趋势已经存在,并将在未来十年继续发展。”

与此同时,诸如光声学等新技术将开始发挥作用,并且即时诊断成像将最终利用多种不同形式,如光学相干断层扫描、红外成像、拉曼光谱学、高光谱成像等之间的融合,因为它们都被纳入了临床用途。Piron评论道:“几家传统的光学公司已经认识到,过去的光学技术可能不再适应未来更加进步的医疗成像。相反,它将是全新的软件体系结构、更优秀的检测设备和自动化系统,它们将使医疗光学发展进入下一个阶段。技术和经济因素将使医学成像正在进入一个激增的指数加速阶段。”

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