Новая методика позволит увидеть ткани организма без скальпеля

Сегодня трудно представить себе хирурга, выполняющего операцию без единого разреза или прокола, однако благодаря изобретению инженеров Калифорнийского института технологии (California Institute of Technology), такие операции скоро могут стать обычным делом. Описание новой методики можно найти в журнале Nature Communications.

Разработанный учеными метод позволяет фокусировать направленный на кожу луч света внутри биологических тканей. Предыдущие подобные разработки позволяли проникнуть лишь на 1 мм вглубь человеческого тела, однако новая методика позволяет «заглянуть» уже на 2,5 мм. Теоретически, после дальнейшей доработки луч света сможет проникать на 10 см. В таком случае эта технология станет прекрасной заменой инвазивным методам диагностики и лечения заболеваний. Если же удастся добиться подобной фокусировки от лазерного луча, в будущем хирурги получат «лазерный скальпель», которым можно будет иссекать глубокие ткани, не повреждая кожу.

Автор исследования, профессор биоинженерии Ян Чан Хуэй (Changhuei Yang), и его коллеги некоторое время назад разработали методику, позволяющую «смотреть» сквозь слой биологической ткани, несмотря на то, что она рассеивает свет. Ученые светили лучом света сквозь ткань и записывали характеристики рассеянного света на голографическую пластинку, а затем воспроизводили ее в обратном направлении, получая таким образом оба участка пути, проходимого светом. Однако эта техника не предоставляла изображения клеток ткани, через которые проходил свет – для этого пучок света нужно было сфокусировать внутри ткани. В этом им помог высокочастотный ультразвук – он не рассеивается тканями и способен слегка менять цвет пучка света за счет акустико-оптического эффекта.

В ходе экспериментов ученые направляли на небольшой образец человеческой ткани ультразвуковые волны, а затем – пучок света. Ткань рассеивала свет, который проходил через волны ультразвука и благодаря акустико-оптического эффекту менял свой цвет. Ученые отмечали эти изменения цвета и фиксировали их на пластинке, после чего снова использовали прием обратного воспроизведения записи. Таким образом им удавалось создавать изображение строения ткани на глубине 2,5 мм. По словам ученых, методику можно усовершенствовать, сочетая ее с применением флуоресцентных веществ. Она также может лечь в основу так называемой фотодинамичной терапии, когда в организм вводится светочувствительный лекарственный препарат, например противоопухолевый, который абсорбируется раковыми клетками и под действием направленного света убивает их. Эта методика уже хорошо зарекомендовала себя для лечения поверхностных опухолей.

Вопросы, ответы, комментарии