导语

在内镜微创手术中，如何在精确去除病变组织的同时，避免损伤周围健康组织，是一大临床难题。近日，上海理工大学宋成利教授和陈明惠副教授研究团队在《Journal of Innovative Optical Health Sciences》上发表了一项创新研究成果：一种融合光学相干层析成像与低温等离子体消融功能的双模态内窥探头，实现了“看得清、消得准”的治疗一体化功能。

Minghui Chen, Haochen Hu, Rui Bao, Zixuan Yin, Jiahui Ye, Xingyu Liu, Liuxiao Chen, and Chengli Song.Dual-mode endoscopic probe for optical coherence tomography and plasma ablation.Journal of Innovative Optical Health SciencesOnline ReadyOpen Access

https://doi.org/10.1142/S179354582640002X

图1:双模态内窥探头结构实物图与示意图。探头集成OCT成像模块与同轴等离子消融电极，实现“边看边切”的一体化设计。

研究背景

传统内镜消融技术（如高频电刀、激光、射频等）依赖高温热效应，容易造成组织碳化、热扩散损伤，甚至引发器械粘连。而低温等离子体消融通过在生理盐水中激发等离子体，以电子碰撞方式分解组织分子，温度控制在40-70°C，热损伤极小。

然而，现有等离子设备缺乏实时影像引导，医生无法在消融过程中观测组织深层结构变化。为此，研究团队将OCT成像与等离子消融电极集成于一个直径仅5 mm的探头中，实现术中实时监测。

探头设计与性能

• OCT成像模块：采用压电双晶片驱动光纤谐振扫描，工作距离5 mm，横向分辨率20 µm，扫描范围1.88 mm。

• 等离子体消融电极：同轴针状结构，中心为钛丝，外层为不锈钢管，在120 V峰值电压下稳定产生等离子体，电流约0.5 A，电极表面温度仅约35°C。

• 集成策略：消融区恰好位于OCT焦点平面，探头前端留有安全距离，避免镜片受污染或冲击。

图2：双模态系统整体构成。OCT成像系统与低温等离子消融系统联动工作，支持时间分时控制，避免消融产生的气泡干扰成像。

实验结果

研究团队在离体猪大肠和小肠组织上进行了验证：

• OCT成像清晰显示黏膜、隐窝、肌层结构。

• 随消融时间延长（1-5 s），消融深度从约182 µm增加至412 µm，始终局限于黏膜层，未穿透黏膜下层。

• 组织切片显示，消融区周围仅出现轻微热影响区，深层组织完好无损。

图3 ：小肠组织消融前后OCT图像对比。依次为：消融前、消融1 s、3 s、5 s。OCT图像清晰显示消融范围逐渐扩大，深度始终控制在黏膜层内（黄色、红色、蓝色圆圈分别标注不同消融时间区域。

图4：消融后组织切片与热影响区。消融区位于黏膜层中央，周围蓝色圆圈内为轻微热影响区，深层肌层与浆膜结构完整，未见明显热损伤。

主要创新点

• 双模态一体化设计：首次将OCT成像与低温等离子体消融集成于同一探头，实现术中实时监测与精准治疗。

• 低温、低电压、高热局域性：120 V驱动电压下稳定产生等离子体，电极温度仅35°C，避免热扩散。

• 结构紧凑、功能完备：探针直径5 mm，刚性段长度40 mm，适合消化道等腔内应用。

• 成像引导的消融深度控制：通过OCT图像反馈，可动态调整消融时间与电压，避免过度治疗。

应用前景

该探针在以下领域具有广阔的转化潜力：

• 消化道早期肿瘤治疗：如胃肠道息肉、黏膜下肿瘤的内镜黏膜下剥离术（ESD）。

• 膀胱、子宫内膜等腔道病变：低温等离子已在泌尿、妇科领域应用，结合OCT可提升安全性。

• 神经与血管密集区域：低温、高精度消融尤其适合要求保留周围功能结构的部位。

研究团队表示，下一步将开展在体动物实验，验证其在动态生理环境中的稳定性和有效性。

结语

这项研究为内镜下的“诊断-治疗一体化”提供了新思路。OCT带来的微观结构可视化能力，与低温等离子消融的低损伤特性相辅相成，有望推动下一代智能内镜器械的发展。

通讯作者简介

宋成利，上海理工大学健康科学与工程学院教授，主要研究方向为微创与智能医疗器械和生物力学与生物材料。

更多详情见https://jiankang.usst.edu.cn/2015/1102/c13517a72382/page.htm

陈明惠，上海理工大学健康科学与工程学院副教授，长期从事医用光学相干层析(OCT)实时成像技术的研究，研制扫频激光，内窥光学探头等装置和器械；研究光谱诊断技术，特别是在荧光光谱、荧光寿命技术检测癌症等疾病；眼科图像人工智能(AI)处理与预测疾病相关技术。

更多详情见：https://jiankang.usst.edu.cn/2015/1102/c13506a72497/page.htm

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