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乔医生用来扫描口腔肿瘤病变的内窥镜设备。
哈维尔·乔(Javier Jo)博士的团队开发了一种荧光内窥镜,用于扫描和分析口腔肿瘤病变。|图片:德州农工工程

在美国,口腔癌每年导致1万多人死亡,尽管如果口腔癌患者得到足够早的诊断,其存活率高于85%。不幸的是,大多数患者在癌症仍处于早期阶段时都没有被诊断出来,而哈维尔·乔博士正试图通过德克萨斯州癌症预防与研究所(CPRIT)提供的近100万美元、为期三年的拨款来显著改变这一状况。

乔是德克萨斯农工大学生物医学工程系的副教授,十多年来一直致力于这项研究。这个想法来自于与口腔病理学家谈论他们临床实践中的相关问题。牙医和医生通常依靠肉眼在患者的口腔中寻找可能是癌变的病变,应该用活检进一步检查,但识别这些区域可能很困难,因为患者的口腔可以形成良性、癌前病变或癌变病变。

乔的研究正在寻找方法,以提高在早期发现的癌症病变的数量,同时减少不必要的和痛苦的良性病变活检的数量。

乔说:“即使这些病变就在那里,你可以看到它们,但只有30%的患者在早期被诊断出来。”“我们认为,这在很大程度上是因为很难决定哪些病变真正需要进行活检,因为癌症病变不容易与良性病变区分开来,即使是经验丰富的牙医和口腔病理学家也是如此。”

乔的团队已经测试了几种内窥镜成像技术,以识别潜在的口腔癌变病变。目前最有前途的是荧光内窥镜,它用一定颜色的光照亮病变,使病变发光,然后用同一内窥镜对发光或荧光的病变进行成像。正在开发的医学成像仪器是非侵入性的,不需要向患者施用化学物质来增强图像。该团队目前正在制造这些荧光内窥镜,将其部署到德克萨斯州的不同诊所,并开始对可疑口腔病变的患者进行成像。

“将收集的荧光内窥镜数据将用于继续开发和验证计算机辅助诊断(CAD)系统的数值方法,该软件将允许我们处理荧光内窥镜数据,并将其转化为有用的诊断信息,”Jo说。

这项技术的主要影响是,它可能会导致早期诊断的患者比例显著增加……

哈维尔·乔博士,生物医学工程系副教授

Jo说,CPRIT拨款的具体目标将是继续开发CAD系统软件,该软件将解释荧光内镜病变图像。

为了训练CAD系统,Jo的团队将收集可疑口腔病变的荧光内窥镜图像,以建立一个大型数据库,以便确定这些图像中特定于癌前或恶性口腔病变的特征。一旦病变被扫描,CAD系统将计算并显示该区域的彩色地图,其中某些颜色将表明病变是良性或癌变的高概率。

Jo说:“随着我们继续收集更多的图像,我们将继续改进CAD系统,希望能够提供足够准确的诊断信息,帮助牙医或口腔病理学家就如何临床管理出现可疑口腔病变的患者做出合理的决定。”

Jo说,最终的目标是为牙医办公室提供工具,协助筛查口腔癌,并为口腔病理学家提供指导,在活检检查期间协助诊断口腔癌。

口腔病变的扫描,用颜色突出不同部分以显示癌前病变或癌前病变的可能性。
这是口腔病变扫描的一个例子,用颜色预测癌前细胞或癌细胞的概率。|图片:德州农工工程

乔说:“当病变非常大时,口腔病理学家不能进行多次活检,只能猜测进行活检的最佳位置。”“我们认为,我们的工具还可以为口腔病理学家提供指导,指出病变中癌症几率更高的位置,以便从该位置进行活检。”

乔说:“这项技术的主要影响是,它可以显著提高早期诊断的患者比例,这是我们的主要动机。”“如果我们能够促进口腔癌患者在癌症仍然是一个小病变时的识别,而不是在它已经转移到身体的其他部位时,这将对口腔癌患者产生巨大的临床影响。”

在过去的三年里,Jo的研究项目已经获得了近450万美元的国际、联邦和州研究资金,用于开发这种变革性的临床成像技术。

Jo说:“我们坚信,我们的技术可以用于协助口腔癌患者临床管理的每个阶段,不仅用于筛查和早期诊断,而且还用于指导治疗和监测癌症复发。”

在这项CPRIT资助中,Jo的团队包括德克萨斯A&M大学牙科学院教授郑毅成博士和John Wright博士;休斯顿德克萨斯大学健康科学中心牙科学院教授Nadarajah Vigneswarab博士;德克萨斯大学西南医学中心外科学系助理教授Thomas Schlieve博士;以及Jo研究实验室的几位博士后和学生,包括罗德里戈·昆卡-马丁内斯博士、何塞·里科-希门尼斯博士、迈克尔·塞拉菲诺、埃尔维斯·杜兰-塞拉和奥斯卡·贝纳维德斯。

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