圣彼得堡国立大学科学家发明了能够在手术时引起甲状旁腺发光的仪器
圣彼得堡国立大学高医疗技术附属医院内分泌外科以及圣彼得堡国立大学科技园物质研究光学激光法中心的科研人员研制出了一种仪器样机,该仪器在手术中可借助激光分辨出甲状腺和甲状旁腺中的荧光。
该技术的应用可以在最小消耗的情况下提高内分泌手术的质量并减少术后并发症。
世界上有数十万人患有不同程度的甲状腺疾病。在美国,每年对该器官平均要进行15万次手术,而在俄罗斯每年平均5-6万次手术。世界上对甲状腺进行手术次数最多的是圣彼得堡国立大学高医疗技术附属医院,内分泌学和内分泌外科部的专家们在2018年进行了5500多次手术。
甲状腺手术后发病率最高(占所有手术的30%-67%)的并发症之一是甲状旁腺机能减退。30%的情况中,这种并发症是暂时的,然而大约在12%的情况中,这种并发症是长期的。
目前还没有预防甲状旁腺机能减退的有效方法。现有的方法主要是基于外科医生的经验和手术设备。
高医疗技术附属医院4号门诊部主任,维克多·马卡林医学副博士
外科医生指出,与甲状旁腺有关的并发症发病的主要原因是其供血的损伤或者是甲状旁腺的意外切除,这就会导致血液中甲状旁腺激素水平的下降,并出现特殊的症状:发冷、发麻直至抽搐和呼吸失调。
维克多·马卡林强调,这就是为什么对甲状旁腺进行有效鉴别是现代内分泌外科中非常迫切的问题了。
目前,用于更好识别甲状旁腺的方法所取得的效果并不理想,或者价格昂贵。比如,有一种使用technetril制剂进行手术内γ射线扫描的技术,可以对30%情况中的甲状旁腺进行可视化。然而,该方法要使用昂贵的设备和放射性制剂,因此研究人员认为这种方法恐怕不是一种有前景的方法。其他对甲状旁腺进行可视化的方法都与向病人体内导入染色剂或者光敏化剂有关,通过改变甲状旁腺的颜色或者让其发光来肉眼分辨器官。
让生物组织发光的方法有两种,项目组的科学家对每种方法进行了研究和完善。其中一种方法是科学界内所熟知的,即向病人体内导入能促进原卟啉 IX生成的药剂,原卟啉 IX是一种有效的光敏剂。在这一方法中使用的是5-氨基戊酮酸:它能激活甲状旁腺中原卟啉的生成,而甲状腺中这一过程进行地要缓慢得多。
到目前为止,研究都是在导入5-氨基戊酮酸后,对甲状旁腺发光强度进行肉眼评估,这种方法有一系列限制,并在某些情况中不能得到目标图像。
圣彼得堡国立大学的科学家和医生们借助激光仪器,首次对导入5-氨基戊酮酸后甲状旁腺发光强度进行了具体化并在数量上进行了评估。
设备的激光束可判断具体范围中的发光强度,之后借助接收器将信息进行编码并反映在电脑上。这种方法可以最清楚地识别甲状旁腺,这就能大大提高手术时甲状旁腺的显示度及对甲状旁腺的保留。
维克多·安德柳申解释说:“这种系统的缺点之一就是要使用5-氨基戊酮酸。目前,一份生成原卟啉IX的药剂需要花费2万卢布,这就使得这种荧光法对于病人和医院来说都是相当昂贵的”。
目前,圣彼得堡国立大学的科学家和医生转为对第二种甲状旁腺发光方法的研究:进行自发光的研究,无需使用昂贵的荧光制剂就能对生物组织的发光进行评估。识别甲状旁腺自发光的激光系统能够在手术中直接获得发光强度的光谱数据,不需要导入额外的染色剂,该系统在俄罗斯是首创。圣彼得堡国立大学的科学家还在所获得的腺体发光光谱基础上,研究了对术后可能出现的并发症进行预测的可能性,这开启了内分泌外科中一项新的研究方向,即双向监控。
该项目最大的优点是所进行的研究都是在圣彼得堡国立大学科技园和附属医院之间的紧密联系中诞生和实施的,能够在现实的手术条件中对所研制的方法进行充分的实验。
项目组联合领导、圣彼得堡国立大学科技园物质研究光学激光法中心主任、数学物理科学副博士阿列克谢·库拉齐金
仪器样机已经制作完成,近期将在手术室中进行试验。设备的优点之一是紧凑性高。所占空间不大且不影响医生进行手术。
科学家们预计在明年完成项目中的所有工作并推出经过测试的一起模型。项目团队的主要目的是提高所有国家甲状腺手术的质量:近期计划是在俄罗斯的主要综合医院和诊所中为新设备的安装创造技术和方法基础。