偏光感受性光コヒーレンストモグラフィex in vivoヒト腎

腎臓がんは、早期診断が困難であり、治療における高い転移性播種があるため、一種の死亡率がんのようなものです。腫瘍の外科的切除は、腎がん患者にとって最も効果的な治療法です。ただし、腫瘍縁の正確な評価は、外科的切除中の課題です。この研究の目的は、腎臓腫瘍の境界を正確に区別し、正常組織から腫瘍ゾーンを特定するための光学イメージングツールを実証することです。6つのヒト腎臓からの30のサンプルは、偏光感受性光断層撮影（PS-OCT）を使用して画像化されました。腎臓サンプルの横断的、ENFACE、および空間情報が微小環境再建のために取得されました。偏光パラメーター（位相遅延、光軸方向、および偏光均一性の程度（DOPU）およびストークスパラメーター（Q、U、およびV）は、マルチパラメーター分析に使用されました。また、DICE-COEFFICIETは、腫瘍の境界と領域の特定におけるPS-OCTのパフォーマンスを定量化するために使用されました。この研究では、腫瘍の境界はPS-OCTイメージングによって明確に特定されました。ゴールデンスタンダード、PS-OCTは、異なる位置で腫瘍領域と組織分布を正確に特定し、偏光およびストークスパラメーターに基づいてさまざまな深さを識別しました。折り畳みの影響により、我々の結果は、PS-OCTが腎臓腫瘍の外科的切除のイメージングガイダンスを提供することを約束しており、腎生検などの診療所で他のヒト腎臓手術に使用される可能性があることを実証しました。

Kidney cancer is a kind of high mortality cancer because of the difficulty in early diagnosis and the high metastatic dissemination in treatments. The surgical resection of tumors is the most effective treatment for renal cancer patients. However, precise assessment of tumor margins is a challenge during surgical resection. The objective of this study is to demonstrate an optical imaging tool in precisely distinguishing kidney tumor borders and identifying tumor zones from normal tissues to assist surgeons in accurately resecting tumors from kidneys during the surgery. 30 samples from six human kidneys were imaged using polarization-sensitive optical coherence tomography (PS-OCT). Cross-sectional, enface, and spatial information of kidney samples were obtained for microenvironment reconstruction. Polarization parameters (phase retardation, optic axis direction, and degree of polarization uniformity (DOPU) and Stokes parameters (Q, U, and V) were utilized for multi-parameter analysis. To verify the detection accuracy of PS-OCT, H&E histology staining and dice-coefficient was utilized to quantify the performance of PS-OCT in identifying tumor borders and regions. In this study, tumor borders were clearly identified by PS-OCT imaging, which outperformed the conventional intensity-based OCT. With H&E histological staining as golden standard, PS-OCT precisely identified the tumor regions and tissue distributions at different locations and different depths based on polarization and Stokes parameters. Compared to the traditional attenuation coefficient quantification method, PS-OCT demonstrated enhanced contrast of tissue characteristics between normal and cancerous tissues due to the birefringence effects. Our results demonstrated that PS-OCT was promising to provide imaging guidance for the surgical resection of kidney tumors and had the potential to be used for other human kidney surgeries in clinics such as renal biopsy.