Быстрая диагностика опухолей

Ранняя диагностика рака – ключ к успешной терапии заболевания. Не каждая обнаруженная опухоль является злокачественной, однако для того, чтобы выявить наличие раковых клеток, врачи обычно выполняют биопсию и изучают удаленные ткани под микроскопом. Эта процедура не только вызывает стресс у пациента, но и требует много времени. Ученые из Института Фотонных Микросистем Фраухофер Fraunhofer-Gesellschaft в Дрездене разрабатывают методику, которая позволит значительно ускорить процесс диагностики рака и сделать ее менее травматичной. Инженеры из Института Фраухофер создали головку микроскопа диаметром всего восемь миллиметров, способную фиксировать объекты размером 10-20 микрон. Ученые планируют поместить разработанный микроскоп со встроенной камерой в кончик эндоскопа и использовать для диагностики рака in vivo во время введения эндоскопа в организм пациента, выполняя минимально инвазивную хирургическую операцию. Ученые полагают, что микро-электро-механическая (MEMS) система головки микроскопа избавит врачей и пациентов от необходимости проведения биопсии. Диагностика в реальном времени позволит врачу быстрее назначить больному необходимый курс лечения.

«До настоящего момента не существовало микроскопических видеокамер, которые можно бы было установить на эндоскоп. Для решения этой проблемы ученые разработали первый лазерный датчик, - рассказывает доктор Майкл Шоллес (Michael Scholles). – В классическом эндоскопе используется макроскопическая съемка, и работают датчики изображения CCD или CMOS, такие же, как в фотоаппаратах и телефонах. Однако для эндомикроскопии применение датчиков, основанных на MEMS, - несомненное преимущество, так как эти камеры способны без применения больших линз увеличить даже такие микроскопические объекты, как клетки. Мы соединили датчик и микросканирующее зеркало и получили необходимое разрешение в 10 микрон. Наше изобретение позволяет значительно увеличить даже мельчайшие структуры».

Как же работает эта система? Лазер расположен в области операционной раны. Лазерный луч поступает по проводящему волокну на микросканирующее зеркало, помещенное на кончик эндоскопа. Зеркало преломляет лазерный луч и освещает подозрительные ткани. Пучок из стекловолокна, находящийся на кончике эндоскопа, передает отраженный свет на внешний датчик, в который поступает сигнал, содержащий информацию об изображении. Детектор в точности определяет место расположения микросканирующего зеркала, показывая, какая именно область раны освещается в определенный момент времени. Соединение сигналов датчика расположения эндоскопа и датчика изображения области исследования позволяет построить двумерную картину.

«Ключевым этапом разработки устройства было создание подходящего микроблока для эндоскопической насадки. Здесь мы столкнулись с проблемой совмещения всей системы с эндоскопом, и нам удалось ее успешно решить. В будущем наши микроскопические системы будут производиться в промышленном масштабе автоматическим способом, а потом устанавливаться на эндоскопы, - объясняет Шоллес. Эксперты считают, что эндоскоп может быть использован не только для медицинской и биологической микроскопии, но также для технической эндоскопии, например, для обследования полостей в зданиях или для осмотра внутренних частей машин[/i].

По материалам:
Fraunhofer-Gesellschaft