杰里米·布朗医生在4月份的一次成功手术中使用了超声内窥镜。图片来源:新斯科舍省卫生部
新斯科舍省一名研究人员的超声波设备和配套工具有可能彻底改变大脑和癌症手术和治疗，其根源在于一位敬爱的导师的脑癌死亡。
达尔豪西大学教授、新斯科舍省健康(NSH)附属科学家杰里米·布朗博士创造了被NSH媒体描述为“世界上第一个用于指导手术的超高分辨率超声内窥镜”。
该工具大约3毫米乘3毫米，使用了一个“超快”成像平台，使外科医生能够以10倍于传统成像的分辨率看到脑肿瘤。
“最终，如果需要，这些精确的图像可以让外科医生在现场调整手术计划，并提供一种可靠的方法来确认所有癌变组织都已在手术室中被移除，”媒体发布会上说。
布朗和他的团队制造了所有他们自己的设备和电子设备。在一次采访中，布朗表示，他的超声波技术与其他技术的区别在于，他和他的团队“非常非常擅长”将超声波探头小型化，并具有“极高”的分辨率。
布朗说:“几年前，我们开始针对它的不同应用，这种超声探头的几个真正好的应用之一是神经外科。”
“它可以适合外科手术，因为它和所有手术工具的大小差不多。”
达尔豪西大学教授和新斯科舍省健康(NSH)联盟科学家杰里米·布朗。照片:贡献
布朗说，这种探针非常适合外科医生进行微创手术，需要一个小的连接端口(例如，头骨上的一个小洞)。
他说:“它可以在那里成像脑肿瘤或动脉瘤，并指导外科医生，看看它们是否在动脉瘤手术中的正确动脉，或者看看剩下多少脑肿瘤。”
成功的人体手术
该内窥镜成像探头于4月在QEII健康科学中心进行了头两次人体手术。其中一个是脑瘤切除术，手术的结果给研究人员带来了令人兴奋的结果。
布朗说:“在我们的第一次脑肿瘤手术中，使用我们的高分辨率超声波很容易区分肿瘤和健康组织。”
“这将是一个很大、很大的问题。“它看起来与健康组织不同吗?”’两种组织之间有非常非常鲜明的对比，所以我们对此非常兴奋。”
第二次手术也很成功，切除了一个脑动脉瘤。布朗说，在思考它是如何工作的时候，它有助于将动脉瘤描绘成类似于动脉一侧弹出的气球。在它破裂血流遍整个大脑之前得剪掉。
“你必须绝对确定你以某种方式修剪它，这样你就不会阻塞任何下游的动脉，所有这些分支。这种探针的巧妙之处在于它能很好地可视化血液流动。”
“所以现在我们可以把探针放进去，然后就可以看到所有动脉的位置。这使得外科医生可以非常自信地夹住动脉瘤，找到所有的动脉分支。”
其他手术计划
虽然他们还没有进行手术，但布朗和他的团队已经批准了涉及听神经瘤的手术，听神经瘤是生长在脑干听神经上的肿瘤。
布朗说，切除这些肿瘤一开始往往很快，但到最后变得更具挑战性。
布朗说:“想象一下，这就像切掉肿瘤，然后最终到达肿瘤的后部。”
“因为它们生长在非常非常敏感的东西附近，比如听觉神经、面神经，甚至大动脉，要切除最后几毫米的肿瘤非常非常具有挑战性，因为你不知道你离神经有多近。”
布朗说，外科医生解释说，最后几毫米需要使用电刺激器。根据面部抽搐或其他线索，他们可以确定是否刺激了神经。但它只告诉他们是否在5到10毫米之内，所以剩下的手术可能需要几个小时，因为他们缓慢而细致地移除组织。
布朗说:“使用高分辨率超声波探头的想法是，你可以进入那里，当你开始刺激神经时，你可以把探头直接带到肿瘤边缘。”
“然后你就可以准确地看到你离神经有多远，然后你就可以非常自信地切除剩下的肿瘤，因为你知道你相对于神经的位置。”
毁灭性的死亡
当布朗在达尔豪西大学开始自己的研究项目时，他正在开发的技术类似于他的前博士导师杰夫·洛克伍德博士，后者是高分辨率超声技术的先驱。
布朗说洛克伍德是“最好的之一”，他很幸运能从他身上学到东西。虽然布朗开始开发的技术与他的导师的技术相似，但他把自己的标志性“扭曲”放在了上面，使非常小的智能设备小型化。
洛克伍德死亡2015年，53岁罹患恶性胶质瘤脑瘤。布朗回忆说，在他的脑部手术后不久，洛克伍德告诉他，他只剩下两年的生命了。
布朗很震惊，因为当时他的导师和朋友看起来很好。
“但它总是会回来。他们在几年里表现得很好，但最终肿瘤会在一年、两年、五年里复发。”布朗说。
“你能活多少年，在很大程度上取决于切除肿瘤的准确性。”
他形容洛克伍德的死是毁灭性的。
他说:“后来我真正开始开发这种设备，作为一种工具，让外科医生在手术过程中说，‘哦，那里还有一点肿瘤，我们应该切除’，或者‘我们已经全部切除了，所以我们可以在这里完成手术了’。”
“治疗胶质母细胞瘤的未来”
布朗和他的团队更进一步。他们还开发了一项额外的技术，作为探测器的治疗工具。
这种治疗工具——也是世界上最小的——被设计成在不加热的情况下无创蒸发癌症组织，本质上是将癌组织减少为气泡，并保护健康组织免受潜在损害。
被称为肿瘤消融的研究表明，这种蒸发启动了一种免疫反应，清除剩余的肿瘤细胞，布朗说，他们在自己的动物研究中也观察到这一令人兴奋的进展。
他说:“当你切除肿瘤时，它会产生或刺激免疫系统进入并攻击剩余的癌症，所以对于很多癌症来说，这是一项非常有趣的技术，因为它们总是会复发。”
“现在你实际上不必得到所有的癌细胞。你可以得到它的一部分，然后让身体来照顾剩下的部分，这就是我们的想法。”
尽管这种新型超声消融技术已被用于“非常大的”设备，并正在美国进行临床试验，但布朗表示，这种技术的微型尺寸使其脱颖而出。
他说:“我认为治疗胶质母细胞瘤等疾病的未来是这种联合疗法。”
“这就像科幻小说”
布朗和他的团队希望最终将探针和消融工具结合使用。他说，它可以让外科医生实时看到高分辨率的肿瘤，然后他们可以用超声波蒸发肿瘤。
“这是我们的梦想，我们现在正在大鼠和小鼠身上进行临床前试验，”他说。“最终，我们希望将这种方法作为一种真正精确移除所有残留肿瘤的方法。”
布朗说，尽管他们的超声波探测器是最小的，因此开辟了许多新的可能性，但确实存在其他类似的探测器。然而，探针和治疗工具的结合是独特的，他的团队很兴奋。
他说:“我认为这种组合设备有可能成为一种革命性的工具。
“每天几乎都有人说，‘这就像科幻小说。’事实确实如此。”
与商业伙伴合作
布朗说，他们的工作得到了加拿大大西洋机遇局(ACOA)的资助，并计划在未来将超声波探头用于脊柱手术。
他和他的团队还在与商业伙伴合作，以确保这项技术具有“广泛的影响”。
“我们在哈利法克斯做的事情是世界领先的，是下一代的，”他说。
“所以传统的想法是，你必须去多伦多或美国才能找到这项技术?我认为这已经是旧闻了，因为我们在这里做着了不起的事情。”
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