RU2561030C1 - Method for detecting and localising glial brain tumours intraoperatively - Google Patents

Method for detecting and localising glial brain tumours intraoperatively Download PDF

Info

Publication number
RU2561030C1
RU2561030C1 RU2014103232/14A RU2014103232A RU2561030C1 RU 2561030 C1 RU2561030 C1 RU 2561030C1 RU 2014103232/14 A RU2014103232/14 A RU 2014103232/14A RU 2014103232 A RU2014103232 A RU 2014103232A RU 2561030 C1 RU2561030 C1 RU 2561030C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
brain
light
reflected
white
tumour
Prior art date
Application number
RU2014103232/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014103232A (en
Inventor
Гарри Вазгенович Папаян
Дмитрий Владимирович Свистов
Борис Владимирович Мартынов
Николай Николаевич Петрищев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА)
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени акад. И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА), Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени акад. И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА)
Priority to RU2014103232/14A priority Critical patent/RU2561030C1/en
Publication of RU2014103232A publication Critical patent/RU2014103232A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2561030C1 publication Critical patent/RU2561030C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to neurosurgical oncology, and can be used to detect and localise a brain tumour. A surgical intervention involves taking solution of 5-aminolevilinic acid. The tumour is removed under visual control with the use of a surgical microscope provided with a white-light source. To detect the involved brain regions, a brain region of interest is occasionally illuminated locally with laser light at wave length 405 nm. The involved region is examined simultaneously in the reflected white light and protoporphyrin IX red fluorescent light through a rejection filter lens blocking the laser light reflected from the object. Using a laser emitter at wave length in the proximity of a short-wavelength visual reception limit enables blocking the reflected laser light without loss of the white light examination.
EFFECT: method enables the more complete tumour removal in a combination with preserving functionally significant brain regions by combining the white and PPIX red fluorescent light tumour examination through the rejection filter lens blocking the laser light reflected from the object.
2 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургической онкологии, и может быть использовано для выявления наличия и установления локализации опухоли головного мозга, что способствует более полному ее удалению во время нейрохирургической операции при одновременном сохранении функционально значимых зон мозга.The invention relates to medicine, namely to neurosurgical oncology, and can be used to detect the presence and localization of a brain tumor, which contributes to its more complete removal during neurosurgical surgery while preserving functionally significant areas of the brain.

Злокачественные глиальные опухоли являются наиболее распространенными первичными опухолями центральной нервной системы. Их чрезвычайно трудно удалить полностью из-за инфильтративного роста и малых визуальных отличий от окружающей ткани. Среди современных подходов к повышению визуального контраста глиальных опухолей важную роль играют флуоресцентные методы, а среди них наиболее распространен метод, основанный на применении 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК), которая выполняет функцию маркера опухоли [Pogue В.W., Gibbs-Strauss S., Valdés P.A., Samkoe K., Roberts D.W., Paulsen K.D. Review of Neurosurgical Fluorescence Imaging Methodologies. IEEE J. Sel. Top Quantum Electron. 2010; 16(3): p.493-505].Malignant glial tumors are the most common primary tumors of the central nervous system. They are extremely difficult to remove completely due to infiltrative growth and small visual differences from the surrounding tissue. Among modern approaches to increasing the visual contrast of glial tumors, fluorescent methods play an important role, and among them the most common method is the use of 5-aminolevulinic acid (5-ALA), which serves as a tumor marker [Pogue B.W., Gibbs-Strauss S., Valdés PA, Samkoe K., Roberts DW, Paulsen KD Review of Neurosurgical Fluorescence Imaging Methodologies. IEEE J. Sel. Top Quantum Electron. 2010; 16 (3): p. 493-505].

5-АЛК участвует в синтезе гема, являясь предшественником протопорфирина IX (ППIX). Нарушение метаболизма порфиринов в процессе опухолевого роста приводит к снижению активности феррохелатазы, служащей в звене преобразования ППIX в геме, что приводит к накоплению ППIX. Благодаря способности порфиринов флуоресцировать в красной области спектра опухоль при большой концентрации ППIX можно легко обнаружить по характерному свечению.5-ALA is involved in heme synthesis, being a precursor of protoporphyrin IX (PPIX). A disruption in the metabolism of porphyrins during tumor growth leads to a decrease in the activity of ferrochelatase, which serves as a link in the conversion of PPIX in heme, which leads to the accumulation of PPIX. Due to the ability of porphyrins to fluoresce in the red region of the spectrum, a tumor at a high concentration of PPIX can be easily detected by the characteristic glow.

Известен способ микрохирургического удаления злокачественной глиомы, основанный на применении 5-АЛК, который осуществляется с помощью флуоресцентного операционного микроскопа [Hefti М., Mehdorn Н.М., Albert I., Dörner L. Fluorescence-Guided Surgery for Malignant Glioma: A Review on Aminolevulinic Acid Induced Protoporphyrin IX Photodynamic Diagnostic in Brain Tumors. Current Medical Imaging Reviews, 2010, Vol.6. No.4]. Данный способ визуализации опухоли мозга выбран в качестве прототипа.A known method of microsurgical removal of malignant glioma based on the use of 5-ALA, which is carried out using a fluorescent surgical microscope [Hefti M., Mehdorn N.M., Albert I., Dörner L. Fluorescence-Guided Surgery for Malignant Glioma: A Review on Aminolevulinic Acid Induced Protoporphyrin IX Photodynamic Diagnostic in Brain Tumors. Current Medical Imaging Reviews, 2010, Vol. 6. No.4]. This method of visualizing a brain tumor is selected as a prototype.

Известный способ заключается в следующем. За 2-8 часов до оперативного вмешательства пациенту вводят перорально 5-АЛК в дозе 15 мг/кг массы тела, растворенной в 100 мл воды. С помощью осветительной системы флуоресцентного операционного микроскопа освещают операционное поле синим светом с длиной волны около 440 нм и либо визуально, либо с использованием телевизионных средств исследуют различные участки мозга. Появление в них красного свечение служит для идентификации места расположения злокачественных глиальных клеток. В то же время участок злокачественного роста, хорошо видный в свете флуоресценции, практически неотличим от окружающей ткани при обычном освещении.A known method is as follows. 2-8 hours before surgery, the patient is administered orally 5-ALA at a dose of 15 mg / kg body weight dissolved in 100 ml of water. Using the illumination system of a fluorescence operating microscope, the surgical field is illuminated with blue light with a wavelength of about 440 nm, and various parts of the brain are examined visually or using television means. The appearance of a red glow in them serves to identify the location of malignant glial cells. At the same time, the area of malignant growth, clearly visible in the light of fluorescence, is almost indistinguishable from the surrounding tissue under normal lighting.

При реализации данного способа с помощью флуоресцентного операционного микроскопа используется один и тот же широкополосный источник света как для обычного освещения, так и для возбуждения флуоресценции (обычно это короткодуговая ксеноновая лампа мощностью 300 Вт). При этом для формирования флуоресцентной картины используется два фильтра: возбуждающий и запирающий. Возбуждающий фильтр подбирается таким образом, чтобы он пропускал только длины волн, возбуждающие флуоресценцию, а запирающий фильтр - чтобы предотвратить попадание на приемник изображения света тех длин волн, которые используются для возбуждения, но позволить проходить свету, возникающему при флуоресценции предмета. Частичное проникновение излучения через возбуждающий и запирающий фильтры называется нескрещенностью. Обычно с нею борются, поскольку вызванный ею паразитный свет ухудшает контраст, не позволяя наблюдать слабо флуоресцирующие объекты. В прототипе нескрещенность допускают сознательно, для того чтобы видеть в поле зрения не флуоресцирующие структуры.When implementing this method using a fluorescence operating microscope, the same broadband light source is used for both ordinary lighting and excitation of fluorescence (usually a 300 W short-arc xenon lamp). In this case, two filters are used to form the fluorescence pattern: exciting and blocking. The excitation filter is selected so that it transmits only the wavelengths that excite fluorescence, and the blocking filter - to prevent the light that is used for excitation from reaching the image pickup, but allow the light produced by the fluorescence of the object to pass through. Partial penetration of radiation through the excitation and blocking filters is called non-baptism. Usually they struggle with it, since the parasitic light caused by it worsens the contrast, preventing it from observing weakly fluorescent objects. In the prototype, non-baptism is allowed consciously in order to see non-fluorescent structures in the field of view.

Сказанное поясняют кривые, приведенные на фиг.1 [Ehrhardt A., Stepp H., Irion K-M., Stummer W., Zaak D., Baumgartner R., Hofstetter A. Fluorescence Detection of Human Malignancies Using Incoherent Light Systems. Med. Laser Appl. (2003) 18: p.27-35]. Здесь возбуждающий фильтр (кривая I), предназначенный для ограничения излучения лампы с длинноволновой стороны, имеет границу вблизи 460 нм. Этот фильтр находится в осветительном канале микроскопа. Запирающий фильтр (кривая II), предназначенный для блокирования отраженного от объекта возбуждающего излучения, располагается в оптической головке микроскопа. Поскольку это излучение на несколько порядков более яркое, чем от флуоресценции объекта, без такого ослабления невозможно увидеть слабое флуоресцентное свечение (кривая III). В данном случае запирающий фильтр пропускает излучение в длинноволновой области спектра начиная с длины волны вблизи 440 нм. При таких параметрах образуется участок нескрещенности, которая располагается в области перекрытия кривых пропускания двух указанных фильтров. На фиг.1 она показана в виде слабой полосы на участке при пересечении кривых (I) и (II). Наличие нескрещенности приводит к тому, что до приемника излучения, каковым может быть глаз наблюдателя или телевизионная камера, доходит ослабленный отраженный от ткани синий свет с центральной длиной волны в районе 450 нм.The above is illustrated by the curves shown in Fig. 1 [Ehrhardt A., Stepp H., Irion K-M., Stummer W., Zaak D., Baumgartner R., Hofstetter A. Fluorescence Detection of Human Malignancies Using Incoherent Light Systems. Med. Laser Appl. (2003) 18: p. 27-35]. Here, the excitation filter (curve I), designed to limit the radiation of the lamp from the long-wave side, has a boundary near 460 nm. This filter is located in the light channel of the microscope. The locking filter (curve II), designed to block the excitation radiation reflected from the object, is located in the optical head of the microscope. Since this radiation is several orders of magnitude brighter than from the fluorescence of an object, without such attenuation it is impossible to see a weak fluorescence glow (curve III). In this case, a blocking filter transmits radiation in the long wavelength region of the spectrum starting from a wavelength near 440 nm. With these parameters, an unboundedness section is formed, which is located in the region of overlapping of the transmission curves of the two indicated filters. In Fig. 1, it is shown in the form of a weak strip in the region at the intersection of curves (I) and (II). The presence of non-baptism leads to the fact that the weakened blue light reflected from the tissue with a central wavelength of about 450 nm reaches the radiation receiver, which may be the observer's eye or a television camera.

Наблюдение объекта в синем свете используется в данном способе для того, чтобы дать возможность хирургу увидеть морфологические структуры, расположенные вокруг опухоли. Таким образом, при нахождении операционного микроскопа в режиме флуоресцентных исследований картина нормальной ткани выглядит синей. При наличии злокачественных участков она становится пурпурной или ярко красной в зависимости от соотношения яркостей отраженного света и флуоресцентного свечения. Наблюдение цветной картины (красной флуоресценции на синем фоне) создает цветовой контраст, позволяющий хирургу идентифицировать опухолевые участки при выполнении резекции.Observation of an object in blue light is used in this method to enable the surgeon to see the morphological structures located around the tumor. Thus, when the operating microscope is in fluorescence mode, the picture of normal tissue appears blue. In the presence of malignant areas, it becomes purple or bright red, depending on the ratio of the brightness of the reflected light and the fluorescent glow. Observation of a color picture (red fluorescence on a blue background) creates a color contrast that allows the surgeon to identify tumor sites when performing a resection.

Однако снижение контраста в данном способе приводит к снижению чувствительности диагностики, ввиду того что в 20-30% случаев наблюдается лишь незначительное накопление препарата в опухолевых клетках. Для этого привлекаются дополнительные методы исследования.However, a decrease in contrast in this method leads to a decrease in the sensitivity of diagnosis, due to the fact that in 20-30% of cases there is only a slight accumulation of the drug in the tumor cells. For this, additional research methods are involved.

Известен способ удаления глубинно расположенных глиальных внутримозговых опухолей, при котором микрохирургическую резекцию осуществляют в два приема вначале под контролем флуоресцентного операционного микроскопа поверхностных структур мозга, а затем остаточные фрагменты, расположенные в глубине, удаляют под контролем флуоресцентного нейроэндоскопа. При этом для исключения помехи осветитель микроскопа выключают (патент на изобретение RU №2457794).There is a method of removing deeply located glial intracerebral tumors, in which microsurgical resection is carried out in two steps, first under the control of a fluorescent surgical microscope of the surface structures of the brain, and then the residual fragments located in depth are removed under the control of a fluorescent neuroendoscope. In this case, to exclude interference, the microscope illuminator is turned off (patent for invention RU No. 2457794).

Известен способ проведения интраоперационной диагностики опухолей головного и спинного мозга, при котором для оценки радикальности проведения резекции проводится спектроскопический анализ содержания в исследуемых тканях опухолевого маркера (5-АЛК индуцированного протопорфина IX). Этот анализ проводится с использованием источников широкополосного и лазерного излучений и волоконно-оптического зонда, с последующей автоматической классификацией спектроскопических характеристик. В качестве источника широкополосного излучения используют светодиод, излучающий в диапазоне длин волн от 500 нм до 600 нм, а в качестве источника возбуждающего флуоресценцию излучения используется лазер с длиной волны в области 620-640 нм. Регистрацию спектров диффузного отражения широкополосного и лазерного излучения, а также флуоресценции производят одновременно [патент на изобретение RU №2497558].A known method for conducting intraoperative diagnosis of tumors of the brain and spinal cord, in which to assess the radicalness of the resection, a spectroscopic analysis of the content of the tumor marker in the studied tissues (5-ALA-induced protoporphin IX) is performed. This analysis is carried out using sources of broadband and laser radiation and a fiber optic probe, followed by automatic classification of spectroscopic characteristics. An LED emitting in the wavelength range from 500 nm to 600 nm is used as a source of broadband radiation, and a laser with a wavelength in the range of 620-640 nm is used as a source of excitation of fluorescence radiation. The registration of the diffuse reflectance spectra of broadband and laser radiation, as well as fluorescence, is performed simultaneously [patent for invention RU No. 2497558].

Общим недостатком известных способов является требование раздельного наблюдения объекта в свете флуоресценции и при обычном освещении. Вместе с тем, возможность совместной визуализации операционного поля в обоих режимах во время выполнения нейрохирургических операций на головном мозге, когда должно быть гарантировано сохранение функционально значимых зон мозга и в то же время обеспечено наиболее радикально удаление опухолевых участков, является важным фактором успешного ее проведения. Одновременное наблюдение мозга в свете флуоресценции и в белом свете позволяет видеть подробности ее морфологической структуры, что обеспечивает более уверенное и щадящее проведение операции с одновременным достижением ее радикальности.A common disadvantage of the known methods is the requirement for separate observation of the object in the light of fluorescence and in normal lighting. At the same time, the possibility of joint visualization of the surgical field in both modes during neurosurgical operations on the brain, when functionally significant areas of the brain must be guaranteed and at the same time the most radical removal of tumor areas is ensured, is an important factor for its successful implementation. Simultaneous observation of the brain in the light of fluorescence and in white light allows you to see the details of its morphological structure, which provides a more confident and sparing operation with the simultaneous achievement of its radicalism.

К недостаткам известных способов можно также отнести невозможность проведения флуоресцентных исследований с обычным операционным микроскопом, а также высокая стоимость флуоресцентных операционных микроскопов, таких как микроскоп Opmi Pentero фирмы Carl Zeiss с флуоресцентным модулем.The disadvantages of the known methods can also include the impossibility of conducting fluorescence studies with a conventional operating microscope, as well as the high cost of fluorescence operating microscopes, such as an Opmi Pentero microscope from Carl Zeiss with a fluorescent module.

Цель изобретения - повысить точность и снизить стоимость исследования.The purpose of the invention is to increase accuracy and reduce the cost of research.

Цель достигается тем, что для выявления наличия и локализации глиальных новообразований головного мозга, больной принимает внутрь до оперативного вмешательства раствор 5-аминолевулиновой кислоты, оператор осуществляет визуальный контроль с использованием операционного микроскопа, оснащенного источником белого света, причем во время операции при включенном источнике белого света эпизодически осуществляют локальную подсветку интересующего участка ложа опухоли лазерным излучением с длиной волны 405 нм, а наблюдение изображения объекта в отраженном белом свете и одновременно с этим в свете красной флуоресценции ППIX осуществляют через запирающий фильтр, причем при наблюдении слабо флуоресцирующих участков интенсивность белого освещения уменьшают при включенном лазерном излучении.The goal is achieved by the fact that to detect the presence and localization of glial neoplasms of the brain, the patient takes a solution of 5-aminolevulinic acid inside before surgery, the operator performs visual inspection using an operating microscope equipped with a white light source, and during the operation with the white light source occasionally local illumination of the area of the tumor bed of interest is performed by laser radiation with a wavelength of 405 nm, and image observation is an object and in reflected white light and at the same time in the light of red fluorescence, PPIX is carried out through a blocking filter, and when observing weakly fluorescent sections, the intensity of white illumination is reduced when the laser radiation is on.

Фиг.1. Спектральные кривые пропускания возбуждающего фильтра (I) и запирающего фильтра (II), а также спектр флуоресцентной эмиссии ткани, содержащей ППIX (III), поясняющие принцип формирования цветового контраста в прототипе.Figure 1. The spectral transmission curves of the excitation filter (I) and the blocking filter (II), as well as the spectrum of fluorescence emission of tissue containing PPIX (III), explaining the principle of formation of color contrast in the prototype.

Технический результат настоящего изобретения состоит в обеспечении возможности интраоперационной визуализации злокачественных участков глиальных новообразований. Этот результат достигается при помощи совмещения осмотра ложа опухоли с использованием операционного микроскопа, оснащенного источником белого света и локальной подсветки интересующего участка ложа опухоли лазерным излучением с длиной волны около 405 нм, которая проводится с помощью находящегося в руках хирурга или ассистента волоконно-оптического инструмента после применения 5-аминолевулиновой кислоты, ориентируясь по хорошо регистрируемым участкам интенсивной красной флуоресценции. Четкая визуализация участков интенсивной красной флуоресценции при дополнении освещения белым светом локальной подсветкой лазером с длиной волны около 405 нм позволяет безошибочно идентифицировать злокачественные зоны опухоли и, следовательно, удалять их без риска повреждения неизмененной ткани, что невозможно при использовании операционного микроскопа с флуоресцентным модулем, обеспечивающим визуализацию неизмененной ткани в синем свете.The technical result of the present invention is to enable intraoperative visualization of malignant areas of glial neoplasms. This result is achieved by combining examination of the tumor bed using an operating microscope equipped with a white light source and local illumination of the area of the tumor bed of interest with laser radiation with a wavelength of about 405 nm, which is carried out using a surgeon or assistant in the hands of a fiber-optic instrument after application 5-aminolevulinic acid, guided by well-recorded areas of intense red fluorescence. Clear visualization of areas of intense red fluorescence when supplemented with white light by local laser illumination with a wavelength of about 405 nm allows us to accurately identify malignant areas of the tumor and, therefore, remove them without the risk of damage to unchanged tissue, which is impossible when using an operating microscope with a fluorescent module that provides visualization unchanged fabric in blue light.

Сущность способа заключается в следующем:The essence of the method is as follows:

1) пациенту со злокачественными новообразованиями головного мозга вводят перорально за 2 часа до оперативного вмешательства раствор 5-аминолевулиновой кислоты, которая служит маркером опухоли, индуцируя накопление в ней протопорфирина IX (ППIX),1) a patient with malignant neoplasms of the brain is administered orally 2 hours before surgery, a solution of 5-aminolevulinic acid, which serves as a marker of the tumor, inducing the accumulation of protoporphyrin IX (PPIX) in it,

2) проводят микрохирургическое удаление опухоли под визуальным контролем с использованием операционного микроскопа, оснащенного источником белого света,2) carry out microsurgical removal of the tumor under visual control using an operating microscope equipped with a white light source,

3) эпизодически во время операции осуществляют локальную подсветку интересующего участка мозга лазерным излучением с длиной волны около 405 нм, которая проводится с помощью находящегося в руках хирурга волоконно-оптического инструмента,3) occasionally during the operation, local illumination of the area of interest of the brain is carried out with laser radiation with a wavelength of about 405 nm, which is carried out using the fiber-optic instrument in the hands of the surgeon,

4) осуществляют одновременное наблюдение изображения объекта в отраженном белом свете и в свете красной флуоресценции ППIX через запирающий фильтр, который блокирует отраженное от объекта излучение лазера,4) carry out simultaneous observation of the image of the object in reflected white light and in the light of red fluorescence PPIX through a locking filter that blocks the laser radiation reflected from the object,

5) проводят удаление ткани в зонах интенсивной красной флуоресценции,5) carry out tissue removal in areas of intense red fluorescence,

6) при необходимости визуализации слабой флуоресценции, связанной с небольшим накоплением ППIX, интенсивность белого освещения на время включения лазера уменьшают.6) if it is necessary to visualize weak fluorescence associated with a small accumulation of PPIX, the intensity of white illumination at the time the laser is turned on is reduced.

Реализация способа иллюстрируется следующим примером.The implementation of the method is illustrated by the following example.

При обследовании пациента П. в нейрохирургической клинике ВМА с предварительным диагнозом глиобластома, поставленным с помощью МРТ. Больному перед операцией за 2 часа дали выпить 100 мл раствор препарата «Аласенс» (НИОПИК, Москва) из расчета 15 мг на 1 кг веса. Удаление опухоли выполнялось с использованием операционного микроскопа LEICA OHS-1 M520. Во время проведения операции для возбуждения флуоресценции использовался лазер с длиной волны излучения 405 нм и мощностью на выходе волоконного инструмента 400 мВт. При необходимости выяснения места локализации опухоли инструмент брался хирургом для подсветки интересующего участка поля зрения. При этом источник белого света не выключался. Проводилось наблюдение поля зрения как визуальным способом, так и с помощью цифровой телевизионной системы. В результате, при смешанном освещении белым светом и лазером с длиной волны 405 нм была получена картина участка мозга, пораженного глиальной опухолью, ярко красного цвета на фоне неизмененной ткани обычного цвета.When examining patient P. in the neurosurgical clinic of the VMA with a preliminary diagnosis of glioblastoma, made using MRI. Before the operation, the patient was given 2 hours to drink a 100 ml solution of the Alasens preparation (NIOPIK, Moscow) at the rate of 15 mg per 1 kg of weight. Tumor removal was performed using a LEICA OHS-1 M520 surgical microscope. During the operation, a laser with a radiation wavelength of 405 nm and a power output of a fiber tool of 400 mW was used to excite fluorescence. If it is necessary to determine the location of the tumor, the instrument was taken by the surgeon to highlight the area of interest of interest. At the same time, the white light source did not turn off. The field of view was observed both visually and using a digital television system. As a result, under mixed illumination with white light and a laser with a wavelength of 405 nm, a picture of a portion of the brain affected by a glial tumor was obtained, bright red in color against the background of unchanged normal-color tissue.

Предлагаемый способ по сравнению с известными способами дает следующие преимущества:The proposed method in comparison with known methods provides the following advantages:

1) позволяет добиться высокой радикальности удаления глиальных опухолей,1) allows you to achieve high radical removal of glial tumors,

2) уменьшает риск повреждения функционально значимых структур мозга,2) reduces the risk of damage to functionally significant brain structures,

3) позволяет осуществлять флуоресцентную диагностику при использовании обычных операционных микроскопов,3) allows for fluorescence diagnostics using conventional operating microscopes,

4) позволяет снизить расходы на оборудование.4) allows you to reduce equipment costs.

Эффект получен за счет использования лазерного источника света, который обеспечивает высокую интенсивность возбуждения флуоресценции в нужной области спектра, которая соответствует области максимального поглощения порфиринов и находится вблизи коротковолновой границы визуального восприятия, что позволяет блокировать отраженное от объекта излучение лазера без ущерба для проведения наблюдений в белом свете.The effect was obtained through the use of a laser light source, which provides a high intensity of fluorescence excitation in the desired region of the spectrum, which corresponds to the region of maximum absorption of porphyrins and is located near the short-wavelength border of visual perception, which allows blocking laser radiation reflected from the object without prejudice to making observations in white light .

Claims (2)

1. Способ интраоперационной локализации глиального новообразования головного мозга, включающий прием до оперативного вмешательства раствора 5-аминолевулиновой кислоты, удаление опухоли под визуальным контролем с использованием операционного микроскопа, оснащенного источником белого света, отличающийся тем, что для выявления участков мозга, пораженных глиальной опухолью, эпизодически осуществляют локальную подсветку интересующего участка мозга лазерным излучением с длиной волны 405 нм, при этом осмотр области поражения осуществляют одновременно в отраженном белом свете и в свете красной флуоресценции протопорфирина IX через запирающий светофильтр, блокирующий отраженное от объекта излучение лазера.1. A method for intraoperative localization of a glial neoplasm of the brain, which includes the administration of a solution of 5-aminolevulinic acid prior to surgery, removal of the tumor under visual control using an operating microscope equipped with a white light source, characterized in that in order to identify areas of the brain affected by a glial tumor carry out local illumination of the brain region of interest by laser radiation with a wavelength of 405 nm, while examining the affected area simultaneously in reflected white light and in light of red fluorescence of protoporphyrin IX through a blocking filter that blocks the laser radiation reflected from the object. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наблюдении слабо флуоресцирующих участков уменьшают интенсивность белого освещения при включенном лазерном излучении. 2. The method according to p. 1, characterized in that when observing weakly fluorescent sections, the intensity of white lighting is reduced when the laser radiation is on.
RU2014103232/14A 2014-01-30 2014-01-30 Method for detecting and localising glial brain tumours intraoperatively RU2561030C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014103232/14A RU2561030C1 (en) 2014-01-30 2014-01-30 Method for detecting and localising glial brain tumours intraoperatively

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014103232/14A RU2561030C1 (en) 2014-01-30 2014-01-30 Method for detecting and localising glial brain tumours intraoperatively

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014103232A RU2014103232A (en) 2015-08-10
RU2561030C1 true RU2561030C1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53795718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014103232/14A RU2561030C1 (en) 2014-01-30 2014-01-30 Method for detecting and localising glial brain tumours intraoperatively

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2561030C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654665C2 (en) * 2015-12-30 2018-05-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого" Министерства Здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО КРАСГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России) Method of visualization of human glioblastoma

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1346745A1 (en) * 2002-03-21 2003-09-24 Ed. Geistlich Söhne Ag Für Chemische Industrie Apparatus for treatment of tumor in the central nervous system (CNS)
RU2290855C1 (en) * 2005-08-10 2007-01-10 Виктор Борисович Лощёнов Method and device for carrying out fluorescent endoscopy
RU2457794C1 (en) * 2011-01-12 2012-08-10 Федеральное государственное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации" (ФГУ "ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина" Минздравсоцразвития России) Method of radical ablation of deeply located glial intracerebral tumours
RU2497558C1 (en) * 2012-08-30 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко" Российской академии медицинских наук Intraoperative combined spectroscopic diagnostic technique for cerebral and spinal tumours

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1346745A1 (en) * 2002-03-21 2003-09-24 Ed. Geistlich Söhne Ag Für Chemische Industrie Apparatus for treatment of tumor in the central nervous system (CNS)
RU2290855C1 (en) * 2005-08-10 2007-01-10 Виктор Борисович Лощёнов Method and device for carrying out fluorescent endoscopy
RU2457794C1 (en) * 2011-01-12 2012-08-10 Федеральное государственное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации" (ФГУ "ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина" Минздравсоцразвития России) Method of radical ablation of deeply located glial intracerebral tumours
RU2497558C1 (en) * 2012-08-30 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко" Российской академии медицинских наук Intraoperative combined spectroscopic diagnostic technique for cerebral and spinal tumours

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hefti М. and el. Fluorescence-Guided Surgery for Malignant Glioma: A Review on Aminolevulinic Acid Induced Protoporphyrin IX Photodynamic Diagnostic in Brain Tumors. Current Medical Imaging Reviews, 2010, Vol.6. No.4 р.493-505. *
СВИСТОВ Д.В. Клинико-морфологические исходы резекции злокачественных глиом головного мозга с использованием расширенного комплекса интраоперационной диагностики. Фотодинамическая терапия и фотодиагностика. N1 2012 с.41. PABLO A. VALD'ES et al. Combined fluorescence and reflectance spectroscopy for in vivo quantification of cancer biomarkers in low- and high-grade glioma surgery. Journal of Biomedical Optics 16(11), 2011 116007-14 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654665C2 (en) * 2015-12-30 2018-05-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого" Министерства Здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО КРАСГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России) Method of visualization of human glioblastoma

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014103232A (en) 2015-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8382812B2 (en) Apparatus for photodynamic therapy and photodetection
BR112020015757A2 (en) DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS FOR VIEWING AND REMOVING TUMOR
Belykh et al. Scanning fiber endoscope improves detection of 5-aminolevulinic acid–induced protoporphyrin IX fluorescence at the boundary of infiltrative glioma
EP2793679B1 (en) An illumination system for endoscopic applications
ES2964016T3 (en) Imaging methods and apparatus for acquisition of fluorescence and reflectance images
US8948851B2 (en) Method and apparatus for depth-resolved fluorescence, chromophore, and oximetry imaging for lesion identification during surgery
US20140378843A1 (en) Method And Apparatus For Quantitative Hyperspectral Fluorescence And Reflectance Imaging For Surgical Guidance
US20060004292A1 (en) Optical examination method and apparatus particularly useful for real-time discrimination of tumors from normal tissues during surgery
US20110042580A1 (en) Fluorescence quantification and image acquisition in highly turbid media
US20120248333A1 (en) Device For Fluorescence Diagnosis
JP2001299676A (en) Method and system for detecting sentinel lymph node
JP2011115658A (en) Optical imaging of induced signal in vivo under ambient light condition
US20120041305A1 (en) Light-emitting dye for intraoperative imaging or sentinel lymph node biopsy
Pratavieira et al. Optical imaging as auxiliary tool in skin cancer diagnosis
Stringer et al. Photodiagnosis and fluorescence imaging in clinical practice
Papayan et al. Fluorescence diagnostics in the near-IR: apparatus, application
RU2661029C1 (en) Fluorescent navigation device for neurosurgery
RU2497558C1 (en) Intraoperative combined spectroscopic diagnostic technique for cerebral and spinal tumours
RU2561030C1 (en) Method for detecting and localising glial brain tumours intraoperatively
KR102521793B1 (en) Apparatus and method for determining the depth of an epifluorescent object in an optical absorption and scattering medium and for determining the fluorescence concentration of an object
Kim et al. Review of neurosurgical fluorescence imaging systems for clinical application
Papayan et al. Experimental comparison of methods for fluorescence visualization of glial tumors
Nadeau et al. Endoscopic fluorescence imaging and point spectroscopy system for the detection of gastro-intestinal cancers
Moriyama et al. A ratiometric fluorescence imaging system for surgical guidance
RU2574793C2 (en) Method of intraoperative diagnostics of malignant tumour borders and device for thereof realisation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160131