Диагноз за секунды
Российские ученые создали «оптическую биопсию» для мгновенного распознавания рака
Исследователи Научно-технологического центра биомедицинской фотоники Орловского государственного университета им. И. С. Тургенева предложили новую технологию «оптической биопсии» — метод, который позволяет буквально заглянуть внутрь тканей организма и мгновенно оценить их состояние. Разработчики считают, что это шаг к тому, чтобы диагностика рака стала точнее, быстрее и безопаснее для пациента.
Фото: Getty Images
Фото: Getty Images
Научная разработка орловских исследователей представляет собой интеграцию оптических технологий в стандартную биопсийную иглу. Это позволяет хирургу получать не только образец ткани, но и оптический «портрет» исследуемого участка: насыщение кислородом, кровоснабжение, метаболическое состояние клеток. То есть то, что раньше можно было узнать только после лабораторных анализов, теперь доступно прямо в операционной.
На основе подробного обзора и собственных экспериментальных исследований ученые отмечают, что оптическая биопсия особенно перспективна для диагностики опухолей печени и молочной железы. Полученные ими данные легли в основу создания классификатора опухолей с применением методов машинного обучения. Алгоритмы, обученные на оптических данных, позволяют отличать доброкачественные образования, злокачественные опухоли и метастазы с точностью до 95%.
Технология уже прошла клинические испытания на базе Орловской областной клинической больницы и Смоленского областного онкологического клинического диспансера. По словам руководителя проекта, доктора технических наук, ведущего научного сотрудника НТЦ биомедицинской фотоники Андрея Дунаева, интеграция оптических измерений в биопсийные инструменты позволяет получать важную информацию о микросреде опухоли еще до гистологического анализа.
Разработка экономит время, снижает риск ошибок и делает диагностику менее травматичной для пациента. Мы стремимся к тому, чтобы медицина опиралась на точные, объективные данные, доступные врачу уже в момент вмешательства.
Результаты вышеназванных исследований опубликованы в журнале Light: Advanced Manufacturing (Q1, IF 10.6) в статье «Optical percutaneous needle biopsy in oncology». Авторы публикации — Елена Потапова, Виктор Дрёмин, Валерий Шуплецов, Ксения Кандурова и Андрей Дунаев. Руководитель проекта — Андрей Дунаев, руководители исследования, описанного в статье,— Андрей Дунаев и Елена Потапова.
В статье обобщены существующие решения в области оптической биопсии, направленные на повышение точности диагностики опухолей и навигации при пункционных вмешательствах. Особое внимание уделено использованию мультиспектральных методов — флуоресцентной спектроскопии (ФС), диффузного отражения (СДО) и временно разрешенной флуоресценции (time-resolved FS). Эти подходы позволяют фиксировать метаболические маркеры, такие как НАДН и ФАД, по содержанию которых можно судить о жизнеспособности и злокачественности тканей.
Публикация в журнале первого квартиля (Q1) с высоким импакт-фактором (10.6) — это признание международного уровня и серьезное достижение для регионального научного центра. Разработка ученых ОГУ им. И. С. Тургенева доказывает, что передовая медицина и наука мирового уровня успешно развиваются и в российских регионах.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда в рамках гранта №21–15–00325 «Разработка мультимодальной оптической диагностической технологии для анализа структурно-функционального состояния печени при чрескожной пункционной биопсии» (срок выполнения — 2021–2023 годы).
Подробнее о проекте — на сайте РНФ.