Фотоакустическая Томография Раковых Опухолей

ТомографияРак – страшное заболевание, которое стало настоящим бичом XXI века. Десятилетиями ученые бьются в поисках панацеи в борьбе с этим смертельно опасным заболеванием, в то время как злокачественные опухоли ежедневно уносят жизни более 20 000 человек! И самое ужасное в том, что ученые до сих пор не знают точных причин возникновения раковых опухолей и не могут безошибочно предсказать, где и когда человек столкнется с этим страшным недугом!

Безусловно, врачи научились выявлять раковые опухоли и оперативно их удалять. Но даже такие операции не дают гарантии, что болезнь будет побеждена, ведь рак обладает коварной особенностью распространять метастазы, то есть разбрасывать злокачественные клетки на другие органы и ткани. До недавнего времени невозможность в процессе операции проследить, удалены ли все злокачественные клетки, снижала эффективность хирургических манипуляций на 70%. Это означало, что даже после операции у онкобольных были невысокие шансы на выживание.

Но наука не стоит на месте, а потому последнее открытие американских ученых из Калифорнийского института обещает подарить надежду на дальнейшую жизнь практически 90% операбельных больных с онкологическими заболеваниями. Все дело в уникальном методе исследования – фотоакустической томографии. Что это за методика и чем она может помочь больным онкологией, расскажем в данной статье.

Как проходила диагностика прежде

Раньше после проведенной операции онкологам требовалось несколько дней, чтобы проверить органы и ткани на присутствие в них раковых клеток. А это слишком большой срок, чтобы оперирующий хирург мог воспользоваться этой информацией и провести операцию более качественно. В итоге прооперированным больным требовались повторные хирургические вмешательства. Такое промедление никак не способствовало увеличению сроков выживаемости и лишь ухудшало общее состояние здоровья онкобольных.

К примеру, женщины, которым проводили лапэктомию, т.е. операцию по удалению опухоли в молочной железе с сохранением груди, в 40% случаев после такой хирургической процедуры сталкивались с необходимостью повторной операции, и на этот раз с удалением молочной железы. Происходило это не потому, что у хирурга не хватало квалификации, а исключительно от того, что не существовало метода, способного здесь и сейчас подтвердить, остались ли в прооперированном органе злокачественные клетки, и если да, то где именно?

Совершенно понятно, что проводимое морфологическое исследование было малопригодным для диагностики раковых клеток, ведь взятый на анализ образец ткани сначала обрабатывали специальным составом, после чего проводили обычную световую микроскопию среза, определяя гистогенез опухоли. Для постановки диагноза специалисту необходимо было определить размеры, форму и строение клеток, выявить особенности ядра и нарушения клеточной структуры. Кроме того, необходимо было оценить характер ткани, которую формировали эти клетки. Такой подход к исследованию тканей отличался высокой информативностью, однако занимал слишком много времени.

Ученые постоянно бились над проблемой сокращения времени диагностики тканей. Одним из прогрессивных подходов, к которому активно прибегали раньше, и который нередко используют в настоящее время, является экспресс-исследование. При нем извлеченную опухоль помещают в гелеобразную субстанцию, например в полиэтиленгликоль, после чего ускоренным образом замораживают. Как только образец ткани затвердевает, его нарезают и окрашивают специальным составом. Такая подготовка длится примерно 10 минут. После этого специалист приступает к изучению клеток опухоли, на что уходит еще 6-7 минут. В итоге приблизительно за 17 минут врач получает информацию о строении удаленного образца. А ведь требуется еще время для диагностики организма пациента.

В итоге, времени на диагностику все равно уходило непозволительно много. Более того, метод экспресс-исследования применялся исключительно для крупных онкологических новообразований, да к тому же плохо сочетался с жировыми тканями, из-за чего совершенно не подходил для диагностики рака груди и некоторых других видов онкологии. Требовался другой, более универсальный и максимально быстрый способ диагностики раковых клеток.

ТомографияМетод фотоакустической томографии

Данной проблемой, а именно разработкой технологии сканирования, которая позволила бы получить информацию о состоянии клеток непосредственно во время операции, ученые занимались уже давно, но только недавно был разработан способ исследования, который действительно можно назвать революционным.

Прогрессивный метод исследования под названием фотоакустическая томография представляет собой новую технологию сканирования, позволяющую исследовать ткани организма на предмет злокачественных клеток гораздо быстрее, чем это делают традиционными методами.

Читайте также:

По словам одного из соавтора изобретения, Деборы Новак, за основу фотоакустического метода был взят оптоакустический эффект, обнаруженный еще 100 лет назад шотландским изобретателем Александром Беллом. В своем изобретении ученый использовал фотофон, при помощи которого звук преобразовывался в свет, проводилась передача света, после чего свет обратно преобразовывался в звук.

На основе этих знаний появилась фотоакустическая томография (ФАТ). Метод действует следующим образом: специалист направляет на исследуемый материал короткий световой импульс, в результате чего материал нагревается и подвергается расширению. Такое расширение создает звуковые волны, которые улавливаются специальным прибором и используются в процессе построения изображения.

По словам еще одного соавтора уникальной разработки, профессора Лихун Вана: «Каждая молекула поглощает свет на определенной длине волны, а значит, благодаря нашему изобретению оперирующий хирург сможет рассмотреть любую молекулу и выявить злокачественные клетки буквально в любой точке организма. На это не способны, ни рентгеновские лучи, ни ультразвуковое излучение! Только свет способен дать специалисту полную информацию, причем в самые кратчайшие сроки!».

Действительно, данная технология на сегодняшний день проходит ряд клинических испытаний и усовершенствований, ведь по факту с момента сканирования до получения нужной информации проходит чуть более 10 минут. При ряде операций это также слишком долго, а потому в самое ближайшее время специалисты рассчитывают сократить время диагностики до 5–7 минут.

Как говорит профессор Ван: «У нас есть все возможности для того, чтобы сделать процесс фотоакустической томографии максимально быстрым, укладывающимся в сроки операции. В своей разработке мы использовали лишь один световой канал, а если установить несколько таких каналов, можно проводить одновременное сканирование в разных точках, что в разы сократит сроки диагностики. А ведь можно еще ускорить лазерный импульс!».

Скажем и о качестве исследования тканей при помощи фотоакустического метода. В экспериментальных целях врачи отсканировали срезы трех опухолей, которые были взяты у разных больных из различных органов. Для чистоты эксперимента, данные образцы были изучены и постоянно используемыми методами. Результаты показали, что изображения, которые удалось получить посредством фотоакустического метода, не уступают окрашенным образцам ни по одному из параметров. Все субклеточные детали, включая размеры ядер, отчетливо просматриваются, как видно и строение ткани.

Можно не сомневаться, что в самое ближайшее время врачи смогут получать необходимую информацию о наличии раковых клеток в считанные минуты, прямо во время операции. Это позволит продлить жизнь и избавить от мучений миллионы людей во всем мире!

    Информация на нашем сайте носит познавательный и просветительный характер. Однако данная информация ни в коей мере не является пособием по самолечению. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.