Лучшие биопсии? Высокоскоростные 3D-камеры могут стать будущим

Натали Сабин

24 мая 2022 г. - Биопсия не претерпела значительных изменений за более чем 100 лет своего существования в медицине: Ткань (скопление клеток) вырезается из тела, помещается в блок, тонко нарезается, помещается на предметное стекло и окрашивается красителем. Затем патологоанатом анализирует образец с помощью микроскопа. Результаты приходят через 2-10 дней, пока пациент и его семья нервно ждут.

Инженеры Колумбийского университета работают над усовершенствованием биопсии. Элизабет Хиллман, доктор философии, и ее команда разработали высокоскоростной 3D-микроскоп, который может быстро делать снимки живых клеток без необходимости их извлечения из организма.

Результат: Неинвазивный подход, при котором результаты появляются гораздо быстрее.

Медицинская визуализация встречается с "Матрицей

Мы уже используем микроскопы при некоторых операциях, но большинство из них дают лишь небольшое двухмерное изображение, ограничивая обзор важных деталей.

"Ткани выглядят по-разному на разной глубине", - говорит Хиллман. "Если у вас есть трехмерное изображение ткани, вы можете рассмотреть ее на разных уровнях, чего нельзя сделать с двухмерными изображениями".

До сих пор для исследования таких глубин требовался скальпель. Но разработанная Хиллман и ее командой технология под названием MediSCAPE предполагает простое проведение маленького зонда по ткани. Зонд очень быстро делает множество снимков живых клеток, создавая масштабное трехмерное изображение мельчайших особенностей ткани.

Разница между 2D-сканированием и 3D-версией похожа на сравнение плоской фотографии Polaroid со сценой "Время пули" из фильма "Матрица". Высокоскоростная съемка под разными углами обеспечивает такой уровень детализации и точности, который не может передать двухмерное изображение.

Это более четкое изображение позволяет хирургам лучше отличать здоровые ткани от нездоровых, что дает им возможность решить, как лучше вырезать опухоль, чтобы не осталось больной ткани. Самое главное, если изображение выглядит нормальным, ткань остается там, где она есть, внутри пациента.

Технология может быть полезна не только для обнаружения опухолей, но и "для ориентации хирургов путем быстрого определения различных типов тканей, таких как нервы, жир, мышцы, хрящи, рубцовая ткань", - говорит Хиллман.

Грядут ли более совершенные и безопасные биопсии?

Хиллман предупреждает, что высокоскоростная трехмерная визуализация не предназначена для замены всех биопсий. Но MediSCAPE может быть особенно полезна при исследовании таких чувствительных областей, как мозг, где удаление столь ценной ткани может привести к потере функций, а также к отекам, судорогам или инсультам.

По ее словам, на ранних этапах технология, скорее всего, будет использоваться при открытых операциях, когда ткани пациента обнажаются - например, в области мозга, брюшной полости, шейки матки, уха/носа/глотки - и для проведения сложных роботизированных операций.

Тем не менее, хотя исследование доказывает возможность применения этой техники, может пройти еще 5 лет или больше, прежде чем технология станет общедоступной, говорит Хиллман. Впереди еще много клинических испытаний.