liu.seSök publikationer i DiVA
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Optical Touch Pointer for Fluorescence Guided Glioblastoma Resection Using 5-Aminolevulinic Acid
Linköpings universitet, Tekniska högskolan. Linköpings universitet, Institutionen för medicinsk teknik, Biomedicinsk instrumentteknik. (MINT)ORCID-id: 0000-0002-0555-8877
Linköpings universitet, Institutionen för medicinsk teknik, Biomedicinsk instrumentteknik. Östergötlands Läns Landsting, Rekonstruktionscentrum, Neurokirurgiska kliniken US. Linköpings universitet, Tekniska högskolan. (MINT)
Linköpings universitet, Tekniska högskolan. (Department of Physics, Lund University)
Linköpings universitet, Institutionen för medicinsk teknik, Biomedicinsk instrumentteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan. (MINT)ORCID-id: 0000-0002-0012-7867
2010 (Engelska)Ingår i: Lasers in Surgery and Medicine, ISSN 0196-8092, E-ISSN 1096-9101, Vol. 42, nr 1, s. 9-14Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Background and Objective

Total tumor resection in patients with glioblastoma multiforme (GBM) is difficult to achieve due to the tumor's infiltrative way of growing and morphological similarity to the surrounding functioning brain tissue. The diagnosis is usually subjectively performed using a surgical microscope. The objective of this study was to develop and evaluate a hand-held optical touch pointer using a fluorescence spectroscopy system to quantitatively distinguish healthy from malignant brain tissue intraoperatively.

Study Design/Materials and Methods

A fluorescence spectroscopy system with pulsed modulation was designed considering optimum energy delivery to the tissue, minimal photobleaching of PpIX and omission of the ambient light background in the operating room (OR). 5-Aminolevulinic acid (5-ALA) of 5 mg/kg body weight was given to the patients with a presumed GBM prior to surgery. During the surgery a laser pulse at 405 nm was delivered to the tissue. PpIX in glioblastoma tumor cells assigned with peaks at 635 and 704 nm was detected using a fiber optical probe.

Results/Conclusion

By using the pulsed fluorescence spectroscopy, PpIX fluorescence is quantitatively detected in the GBM. An effective suppression of low power lamp background from the recorded spectra in addition to a significant reduction of high power surgical lights is achieved.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Wiley-Blackwell , 2010. Vol. 42, nr 1, s. 9-14
Nyckelord [en]
background light suppression • fluorescence spectroscopy • glioblastoma multiforme • intraoperative
Nationell ämneskategori
Teknik och teknologier
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:liu:diva-53946DOI: 10.1002/lsm.20868OAI: oai:DiVA.org:liu-53946DiVA, id: diva2:293891
Tillgänglig från: 2010-02-15 Skapad: 2010-02-15 Senast uppdaterad: 2017-12-12Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Fluorescence Guided Resection of Brain Tumors: Evaluation of a Hand-held Spectroscopic Probe
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Fluorescence Guided Resection of Brain Tumors: Evaluation of a Hand-held Spectroscopic Probe
2017 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Malignant gliomas grow infiltrative in the brain and can therefore not be completely removed by neurosurgical means. However, for an optimized oncological treatment it has proven useful to resect as much as possible of tumor. The identification of the tumor in the marginal zone is difficult but crucial. Studies have shown that visualization of the specific enhancement of 5-aminolevulinic acid(5-ALA) in the tumor can help to maximize the resection. The Department of Biomedical Engineering, Linköping University, has developed an optical hand-held probe (HHP) to identify tumor tissue with a high sensitivity by means of fluorescence spectroscopy.

The technical design and the optical properties of the probe were gradually developed in a standard neurosurgical setting during resection of malignant gliomas. The device could easily be implemented in the operating room, meeting all requirements in terms of sterile handling and without interference of any kind with other equipment. The integration of the device in a navigation system and its use in combination with a blue light surgical microscope were simple. Measurements in 27 operations during resection of malignant gliomas were compared to results from biopsies from the same tumor locations. The equipment was tested as a stand-alone device (n = 180), integrated in a navigation system or in combination with the blue light microscope (n = 190). A ratiocal culated from the measurements enabled objective and comparable values for different tissue types, in correspondence with the findings from the histopathological examinations and in accordance with the navigation system as well as with the surgical microscope.The marginal zone was explored and tumor fluorescence could be identified beyond the fluorescence as seen through the microscope. A higher sensitivity of the HHP was confirmed; the specificity was lower.

The combined use of the HHP with a navigation system and with asurgical microscope was beneficial.

Abstract [sv]

Maligna hjärntumörer växer infiltrerande i hjärnan och kan därförinte helt avlägsnas genom kirurgiska operationer. För en optimerad behandling har det emellertid visat sig vara av värde att avlägsna såmycket som möjligt av tumörvävnaden. Identifiering av tumören i gränszonen är mycket svårt, men avgörande. Studier har visat att visualisering av den specifika laddningen av 5-aminolevulinsyra (5-ALA) i tumören kan bidra till att maximera resektionen. Institutionen för Medicinsk Teknik (IMT) på Linköpings universitet,har utvecklat en liten handhållen optisk prob (HHP) för att identifiera tumörvävnad med hög känslighet med hjälp avfluorescens-spektroskopi.

Den tekniska konstruktionen och de optiska egenskaperna hos proben utvecklades stegvis genom testning i flera neurokirurgiska operationer för resektion av maligna gliom. Utrustningen uppfyllde alla krav när det gällde steril hantering i operationssalen och kunde användas utan störningar av något slag med annan operationsutrustning. Integreringen i ett navigerings-system och användningen i kombination med ett kirurgiskt mikroskop för fluorescens-styrd kirurgi var oproblematiska. Mätningar under 27 operationer vid resektion av maligna gliom jämfördes med resultat från biopsier från samma tumörtagningsställen. Utrustningen testades såväl som en fristående enhet (n = 180) och som integrerad i ett navigationssystem eller i kombination med mikroskopet (n =190). En särskild kvot beräknad ur mätningarna möjliggjorde objektiva och jämförbara värden för olika vävnader, i överensstämmelse med resultaten från de vävnadspatologiska undersökningarna och i överensstämmelse med navigationssystemet såväl som med det kirurgiska mikroskopet.

Tumörernas gränszon undersöktes och tumörfluorescens kunde identifieras bortom fluorescensen som mikroskopet visade. En högre känslighet hos HHP bekräftades; specificiteten var lägre. Den kombinerade användningen av HHP med ett navigationssystem och med ett kirurgiskt mikroskop visade sig vara fördelaktig.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Linköping: Linköping University Electronic Press, 2017. s. 77
Serie
Linköping University Medical Dissertations, ISSN 0345-0082 ; 1581
Nationell ämneskategori
Kirurgi Neurovetenskaper Medicinsk laboratorie- och mätteknik Annan medicinteknik
Identifikatorer
urn:nbn:se:liu:diva-139793 (URN)10.3384/diss.diva-139793 (DOI)978-91-7685-475-4 (ISBN)
Disputation
2017-09-01, Hugo Theorell, ingång 7, Campus US, Linköping, 09:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2017-08-16 Skapad: 2017-08-16 Senast uppdaterad: 2019-10-28Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(538 kB)805 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 538 kBChecksumma SHA-512
7909be9cbd7e3f2cb448294e349c9d5b1319b6ecb1ee5c6ee50225db4c744794ecb2796ecb7dd64cc56331dad2900f06a8f16cde0d8140b9ea26c648220922b6
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Person

Haj-Hosseini, NedaRichter, JohanWårdell, Karin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Haj-Hosseini, NedaRichter, JohanWårdell, Karin
Av organisationen
Tekniska högskolanBiomedicinsk instrumentteknikNeurokirurgiska kliniken US
I samma tidskrift
Lasers in Surgery and Medicine
Teknik och teknologier

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 805 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 1583 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf