新成像系统的首次试点研究结果——一种测量单次屏气反应的血流动力学的无创方法——今天发表在放射学．

该光学成像系统是由哥伦比亚大学工程学院生物医学工程和电子工程教授、哥伦比亚大学欧文医学中心放射学教授Andreas Hielscher的实验室开发的。

“目前还没有一种方法可以预测化疗的早期治疗结果，所以这是一个重大的进步，”该研究的联合负责人Hielscher说，他也是纽约长老会/哥伦比亚大学欧文医学中心赫伯特欧文综合癌症中心乳腺癌项目的成员。他的动态光学层析乳房成像系统同时生成两个乳房的3D图像。这些图像使研究人员能够观察乳房中的血液流动，了解血管系统如何变化，以及血液如何与肿瘤相互作用。他补充说,

“这有助于我们区分恶性组织和健康组织，并比其他成像技术更早地告诉我们肿瘤对化疗的反应。”

手术前5到6个月的新辅助化疗是一些新诊断为侵袭性但可手术的乳腺癌患者的标准治疗方法。新辅助化疗的目的是在手术前消除活跃的癌细胞——产生完全的反应。那些达到完全缓解的人比那些没有达到完全缓解的人有更低的癌症复发风险。然而，只有不到一半的女性接受新辅助化疗获得完全缓解。

“对新辅助化疗有反应的患者比那些没有反应的患者有更好的结果，所以在治疗早期确定谁更有可能有完全反应是很重要的，”Dawn Hershman医学博士说，他是纽约-长老会/哥伦比亚赫伯特欧文综合癌症中心乳腺癌项目的负责人，也是该研究的共同负责人。“如果我们尽早知道病人对他们正在接受的治疗没有反应，就有可能改变治疗方法，避免副作用。”

研究人员曾怀疑，观察乳房的血管系统可能会提供线索。乳腺肿瘤的血管网络比健康乳腺的血管网络更密集。血液在健康的乳房中自由流动，但在有肿瘤的乳房中，血液被肿瘤吸收，抑制了血液流动。化疗药物杀死癌细胞，但也会影响肿瘤内的血管系统。研究小组认为，由于血液是一种强烈的光吸收剂，他们可能能够从光学上找到这些血管变化的线索。

研究人员分析了2011年6月至2016年3月期间34名浸润性乳腺癌患者的影像学数据。患者将乳房舒适地放置在光学系统中，与乳房x光检查不同，没有压迫。

研究人员在屏气至少15秒的过程中拍摄了一系列图像，屏气可以抑制血液通过静脉回流，但不能阻止血液通过动脉流入。在呼吸被释放后，血液从乳房的静脉中流出，额外的图像被捕获。在化疗开始前和两周后分别获得图像。然后，研究人员将这些图像与患者化疗五个月后的结果进行了比较。他们发现，血液流入和流出的各个方面可以用来区分对治疗有反应和没有反应的患者。例如，在92.3%的患者中，血液流出率可以用来正确识别应答者，而在90.5%的患者中，肿瘤内血液浓度的初始升高可以用来识别无应答者。

哥伦比亚大学欧文医学中心的医学和流行病学教授赫什曼说:“如果我们能在我们计划很快开始的更大规模的研究中证实这些结果，这种成像系统可能使我们能够个性化乳腺癌治疗，并提供最有可能使个体患者受益的治疗。”

研究人员还在研究其他用于乳腺癌治疗监测的成像技术，如核磁共振成像、x射线成像和超声波，但Hielscher指出，这些技术还没有显示出与这项新技术一样的前景。

他说:“x射线成像使用有害的辐射，因此不太适合治疗监测，因为这需要每两到三周进行一次成像。”“核磁共振成像价格昂贵，需要很长时间，从30到90分钟不等。由于我们的系统在不到10分钟的时间内拍摄图像，并且使用无害的光，因此它可以比MRI更频繁地执行。”

Hielscher和Hershman目前正在完善和优化成像系统，并计划进行更大规模的多中心临床试验。他们希望在未来三到五年内将他们的技术商业化。