Лазерный сканирующий микроскоп для онкохирургов
Исследователи немецкой организации Fraunhofer разработали очень быструю технологию, с помощью которой можно определить, полностью ли удалена опухоль, еще до того, как пациент покинет операционную. Используя комбинацию лазерной сканирующей микроскопии и флуоресцентных онкомаркеров, врачи могут обнаруживать любые оставшиеся раковые клетки сразу после удаления опухоли.
Хирургическое удаление опухоли – это очень тонкая работа. Раковая ткань должна быть удалена полностью, с большой точностью и с минимальным количеством разрезов. Теперь исследователи Fraunhofer, работающие над проектом LSC-Onco (Laser Scanning Oncology), нашли быстрое и надежное решение этой проблемы, объединив лазерные сканирующие микроскопы и флуоресцентные онкомаркеры. С помощью микроскопа врачи могут исследовать ткани, окружающие область, из которой была удалена опухоль, не выходя из операционной. Предварительно нанесенный флуоресцентный маркер позволяет врачам увидеть все раковые клетки, которые могли остаться после операции. После чего эти клетки можно полностью удалить с большой точностью.
Технология была разработана в Центре Fraunhofer в Эрфурте, где MEOS работает над ключевыми технологиями в области исследований о жизни, микроэлектроники, оптики и фотоники. В проекте приняли участие исследователи из Института фотонных микросистем Fraunhofer IPMS в Дрездене и Института клеточной терапии и иммунологии Fraunhofer IZI в Лейпциге.
Лазерные сканирующие микроскопы в операционной
В рамках проекта LSC-Onco специалисты Fraunhofer IPMS усовершенствовали проверенную концепцию лазерного сканирующего микроскопа, используя зеркало микросканера, изготовленное по технологии MEMS (микроэлектромеханические системы). Зеркало внутри микроскопа колеблется с частотой несколько тысяч раз в секунду, направляя точка за точкой синий свет лазера с длиной волны 488 нанометров по всему полю сканирования. Одновременно зеркало направляет флуоресцентный свет излучаемый тканью на высокочувствительный фотодетектор. Затем сигналы от фотодетектора используются для построения двумерного изображения. Изображения также могут быть созданы в разных плоскостях, так что опухолевые клетки под поверхностью также становятся видимыми. Мощный портативный лазерный сканирующий микроскоп, который можно разместить в непосредственной близости от пациента в операционной, впервые стал реальностью.
Фото: На этом флуоресцентном изображении, полученном с помощью микроскопа LSC-Onco, показан срез опухоли. Флуоресцентная зеленая область указывает на раковые клетки. Изображение предоставлено: Fraunhofer-Gesellschaft
Флуоресцентные онкомаркеры
Прежде чем микроскоп сможет обнаружить раковые клетки, сначала нужно пометить сами клетки. Исследователи из Fraunhofer IZI применили свой биомедицинский опыт для разработки жидкого флуоресцентного онкомаркера, который, говоря простым языком, заставляет раковые клетки светиться под микроскопом. Команда Fraunhofer IZI разработала маркеры для использования на опухолях головного мозга и кожи и в настоящее время изучает, будут ли другие типы опухолей реагировать аналогичным образом. Образцы тканей, необходимые для разработки онкомаркеров, были предоставлены с согласия пациентов больницей Helios в Эрфурте.
После удаления опухоли онкомаркер наносится на окружающие ткани, а лазерный сканирующий микроскоп устанавливается непосредственно над раной. Когда синий лазерный луч микроскопа попадает на здоровые клетки, отраженный свет блокируется дихроичными фильтрами, которые способны пропускать только определенные длины волн. В результате изображение на дисплее микроскопа для этих клеток остается черным. Однако, если синий лазер попадает на раковые клетки, онкомаркер излучает флуоресцентный зеленый цвет. Этот свет проходит через дихроичные фильтры и появляется на дисплее в виде зеленой точки или пятна. Разрешение системы настолько велико, что даже отдельные раковые клетки могут быть обнаружены и отображены на дисплее. Осмотр операционного поля с помощью лазерного сканирующего микроскопа занимает всего несколько секунд. Руководствуясь изображением на дисплее, врачи могут полностью удалить все оставшиеся раковые клетки (обычно находящиеся на краю раны), не повреждая при этом здоровые ткани.
Повышение шансов пациентов на выздоровление
По сравнению с современной практикой онкологической хирургии LSC-Onco является огромным шагом вперед. До появления этой технологии хирурги обычно брали образцы тканей с краев раны после удаления опухоли и отправляли эти образцы в лабораторию больницы. Проверка на онкогенность клеток образца занимала несколько минут. Если она подтверждалась, то хирургу приходилось отрезать еще больше ткани. Этот метод отнимает очень много времени, что увеличивает нагрузку на пациента во время операции. «С LSC-Onco все эти шаги можно выполнить за один раз во время операции, и что важно, точность этого метода будет намного выше. Он также защищает окружающие ткани, потому что вы можете видеть на экране микроскопа точные границы здоровой ткани. Теперь ожидание результатов лабораторных исследований ушло в прошлое», — говорит Шоллес, руководитель MEOS.
Благодаря новой технологии операции будут занимать меньше времени, а пациенты могут быть быстрее выведены из-под наркоза. Эта технология также повышает шансы пациента на полное и окончательное выздоровление, поскольку она обеспечивает удаление всех раковых клеток без остатка. «Мы уже получили исключительно положительные отзывы от врачей. Спрос на эту технологию очень высок», — говорит Шоллес.
Оригинал новости можно прочитать здесь
