Миниатюрный микроскоп поможет выявлять клетки рака в реальном времени
Новый микроскоп небольшого размера совершит революцию в сфере диагностики.
Выявление раковых клеток – очень трудоемкий и длительный процесс. Для обработки одного образца ткани может потребоваться несколько дней. Теперь этот процесс может стать гораздо короче.
Во время операции по удалению, например, опухоли мозга, хирургу необходимо найти тонкую грань между необходимостью удаления злокачественного очага и сохранением максимально возможного объема здоровой ткани. Последствия удаления ткани мозга могут оказаться очень тяжелыми, как и последствия неполного удаления опухоли.
Для проведения точной диагностики необходимо взять образец ткани, отправить его в лабораторию, где его заморозят, приготовят препарат, окрасят и, наконец, проведут диагностику и сделают заключение. Этот процесс длится несколько дней. Конечно, все это время нельзя держать пациента на операционном столе.
Создание мини—микроскопа
Удивительное изобретение, которое способно избавить нас от длительного ожидания результатов гистологии, в настоящее время проходит последние процедуры доработки в Университете Вашингтона. Устройство, размеры которого ненамного превышают размер шариковой ручки, позволит хирургам проводить микроскопический осмотр клеток тканей пациентов прямо в операционной.
Это удивительное изобретение было разработано совместно со Стэнфордским Университетом, Онкологическим Центром Слоун Кеттеринг Мемориал и Институтом Неврологии Бэрроу. Отчет о проведенной работе был опубликован в журнале Biomedical Optics Express.
О том, какие преимущества устройство обеспечивает для хирургов, рассказал создатель проекта Джонатан Лью (Jonathan Liu):
«Возможность просмотра увеличенного изображения тканей и контроля на клеточном уровне прямо во время операции позволит хирургу точно отличить опухоль от нормальных тканей и улучшить исход лечения для пациента.»
Это устройство может быть полезным не только в нейрохирургии. Например, стоматологи зачастую сталкиваются с подозрительным изменением тканей в ротовой полости пациентов. В этом случае необходимо провести каутеризацию по краю здоровой ткани и отправить биопсию на анализ.
Чаще та процедура не приносит существенного результата и впоследствии признается ненужной. Кроме того, это приводит к повышению нагрузки на лаборатории.
Использование мини—микроскопа может снизить частоту и необходимость проведения подобных процедур; например, в дерматологических клиниках его можно использовать, чтобы определить, на какие родинки необходимо обратить внимание в ходе лечения.
Предпосылки
Самый маленький микроскоп на сегодня по размеру сопоставим с ручным феном. Предыдущие попытки по миниатюризации завершались потерей качества изображения, уменьшения радиуса обзора, скорости обработки изображения, снижением контрастности.
Что касается проблемы достижения баланса между описанными качествами, то создатели устройства заявляют, что «оно является одним из лучших по выполнению своих функций».
Волшебные свойства микроскопа обеспечиваются за счет двухосевой конфокальной микроскопии. Данная технология позволяет заглянуть внутрь непрозрачной ткани на глубину до 0,5 мм.
«Попытки проникнуть внутрь под поверхность ткани – это как вести машину в плотном тумане с включенными фарами дальнего света – то есть, вы не видите почти ничего перед собой. Но существует несколько уловок, которые можно использовать, чтобы увеличить дальность обзора, так же, как противотуманные фары, которые светят под другим углом».
Для проведения стандартной микроскопии необходимо взятие кусочка ткани для приготовления препарата. Конфокальный микроскоп, впервые применявшийся в 1955 году, позволяет рассматривать срез ткани на глубину в определенное количество микрометров. Такое увеличение глубины просмотра – серьезное преимущество для врача.
Для ускорения обработки изображений используется технология «линейного сканирования». С помощью микро—электро—механических зеркал устройство сканирует ткань полосами, после чего происходит построение изображения. Скорость – не единственная проблема для ручного микроскопа. Вторая сложность заключается в размытости изображения, так как вручную очень сложно добиться неподвижного положения микроскопа. Работы по улучшению качества получаемых снимков продолжаются.
Изначально микроскоп будет проходить проверку в качестве устройства для проведения скринингового исследования на наличие рака; команда разработчиков планирует в течение 2 – 4 лет добиться допуска к применению микроскопа в других сферах современных инновационных технологий медицины. Уже сейчас имеются доказательства того, что применение миниатюрного микроскопа позволит снизить количество ненужных медицинских манипуляций и обеспечит повышение частоты успешных исходов операций по удалению опухолей.
asdbThemes.Ru