Российские ученые создали технологию оптической биопсии для мгновенного распознавания рака
Исследователи Научно-технологического центра биомедицинской фотоники Орловского государственного университета им. И.С. Тургенева предложили инновационную технологию оптической биопсии. Этот метод позволяет буквально «заглянуть» внутрь тканей организма и мгновенно, без ожидания лабораторных анализов, оценить их состояние.
Разработка представляет собой интеграцию оптических технологий в стандартную биопсийную иглу. Это позволяет хирургу получать не только образец ткани, но и оптический «портрет» исследуемого участка, по которому можно судить о насыщении тканей кислородом, кровоснабжении, метаболическом состояние клеток. Раньше это можно было узнать только после лабораторных анализов, теперь — доступно прямо в операционной.
По словам одного из исполнителей проекта, старшего научного сотрудника НТЦ биомедицинской фотоники, доктора технических наук Елены Потаповой, интеграция оптических измерений в биопсийные инструменты позволяет получать важную информацию о микросреде опухоли еще до гистологического анализа.
«Данная 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», — отмечают авторы исследования.
Технология уже прошла клинические испытания на базе Орловской областной клинической больницы и Смоленского областного онкологического клинического диспансера. Результаты показали, что оптическая биопсия особенно перспективна для диагностики опухолей печени и молочной железы. Полученные 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 %.
В статье также 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.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.