Фотоакустична томография за бързо изобразяване на туморна тъкан
Ракът на гърдата е най-честият вид рак при жените. Всяка година от него в света се разболяват 1 250 000 - 1 300 000 души, умират 400 000 - 500 000. Ако ракът е диагностициран в ранен стадий и туморът е малък, е възможно да се направи органосъхраняваща операция, при която гърдата не се отстранява напълно, а се изрязват само засегнатите тъкани.
Понастоящем обаче няма надежден начин да се следи дали цялата ракова тъкан е била успешно отстранена по време на операцията. Най-добрите методи за анализ отнемат значително време - няколко дни, твърде дълго, за да може хирургът, извършващ операцията, да вземе под внимание техните резултати. В резултат на това около една четвърт от жените, претърпели операция за лумпектомия, лягат втори път на операционната маса, тъй като част от тумора е останала на мястото си.
Изследователи от Медицинския факултет на Вашингтонския университет в Сейнт Луис и Калифорнийския технологичен институт обявяват началото на разработването на технология за сканиране и изобразяване на туморна проба, подходяща за проверка в реално време дали туморът е напълно отстранен.
Сега една нова технология, наречена фотоакустична томография, е по-бърза от стандартните методи за анализ, но все още не е достатъчно бърза, за да се използва по време на операция.
Работата не е завършена, научният екип работи върху подобряване на технологията, за да намали времето, необходимо за сканиране на пробата до 10 минути. След това методът може да се използва по време на операции. Съвременният общоприет метод за анализ на тъкани е разработен в средата на 20 век. Базира се на оцветяването на тъканни проби, което помага да се разграничат болните от здравите клетки.
Има и други методи.
При отстраняване на големи тумори лекарите използват интраоперативно хистологично експресно изследване - след отстраняване на тумора той се замразява, пробата се фиксира в гелообразна субстанция (полиетиленгликол и поливинилетанол). Туморният препарат става твърд и може да се изреже. Получените срезове се прехвърлят върху стъкло и се оцветяват за хистопатологичен анализ. Подготвителната процедура отнема около 10 минути. В повечето случаи 5-7 минути са достатъчни за анализ на лекарството. Така по време на операция хирургът може да получи предварително заключение за хистологичната структура на отстранената проба в рамките на 12-16 минути.
Но този метод не работи добре с мастната тъкан, а в млечната жлеза има много, така че хирургът завършва с лумпектомия на млечната жлеза, без да знае със сигурност колко успешна е била операцията.
В момента туморът, отстранен от гърдата, се изследва под микроскоп, а резултатите стигат до хирурга едва след няколко дни.
Как работи новият метод? Разработката използва феномен, известен като фотоакустичен ефект. Когато кратък светлинен импулс удари материала, материалът се нагрява и леко се разширява, произвеждайки звукови вълни, които са доста забележими и могат да се използват за изграждане на изображение.
Изследователите са тествали технологията чрез сканиране на участъци от тумори, получени от трима пациенти. За контрол пробите са изследвани и по традиционни методи.
Изображението, получено чрез фотоакустичния метод, е подобно на цветната проба по всички основни параметри. Архитектурата на тъканта и субклетъчните детайли като ядрените размери са ясно видими. Така, ако технологията навлезе в практиката, лекарите нямаще е необходимо да се промени подходът към анализа на получените изображения.
Остава да се намали времето за сканиране.
„Очакваме процесът да бъде ускорен“, казва Уанг. „В това проучване имахме само един канал за излъчване на светлина. Ако имате няколко канала, можете да сканирате паралелно, за да намалите времето за изобразяване. Друг начин да го ускорите е да запалите лазера по-бързо. Всеки лазерен импулс осигурява една точка от данни. По-бързата пулсация означава по-бързо събиране на данни.“
„Един ден ще можем да вземем тъканна проба директно от пациента, да я поставим в машина в операционната зала и за минути да разберем дали сме отстранили целия тумор или не“, заключава Афт. — Това е нашата цел.