Lepsze biopsje? Szybkie kamery 3D mogą być przyszłością

Przez Natalie Sabin

24 maja 2022 - Biopsje nie zmieniły się zbytnio w ciągu ponad 100 lat ich stosowania w medycynie: Tkanka (skupisko komórek) jest wycinana z ciała, osadzana w bloku, cienko krojona, montowana na szkiełku i barwiona barwnikiem. Następnie patolog analizuje próbkę pod mikroskopem. Wyniki przychodzą w ciągu 2 do 10 dni, podczas gdy pacjent i jego rodzina nerwowo czekają.

Inżynierowie z Uniwersytetu Columbia pracują nad unowocześnieniem biopsji, które jest bardzo potrzebne. Doktor Elizabeth Hillman i jej zespół opracowali szybki mikroskop 3D, który może szybko robić zdjęcia żywych komórek bez konieczności wydobywania ich z organizmu.

Wynik: Nieinwazyjna metoda, w której wyniki pojawiają się o wiele szybciej.

Obrazowanie medyczne spotyka się z "Matrixem".

Używamy już mikroskopów w niektórych operacjach, ale większość z nich zapewnia tylko mały obraz 2D, ograniczając widok ważnych szczegółów.

"Tkanka wygląda inaczej na różnych głębokościach" - mówi Hillman. "Jeśli masz obraz 3D tkanki, możesz przyjrzeć się jej na różnych poziomach - coś, czego nie można zrobić z obrazami 2D".

Do tej pory badanie tych głębokości wymagało użycia skalpela. Ale technologia, którą opracowała Hillman i jej zespół, zwana MediSCAPE, polega na prostym przeciąganiu małej sondy po tkance. Sonda bardzo szybko wykonuje wiele zdjęć żywych komórek, tworząc trójwymiarowy widok drobnych elementów tkanki.

Różnica pomiędzy skanem 2D a wersją 3D jest trochę jak porównanie płaskiego zdjęcia Polaroida do sceny "Bullet Time" z filmu Matrix. Obrazowanie z dużą prędkością pod wieloma różnymi kątami oferuje poziom szczegółowości i precyzji, którego obraz 2D nie jest w stanie uchwycić.

Ten wyraźniejszy obraz pozwala chirurgom lepiej odróżnić zdrowe tkanki od niezdrowych, co pozwala im zdecydować, jak najlepiej wyciąć guz, aby nie pozostała żadna chora tkanka. Co najlepsze, jeśli obraz wygląda normalnie, tkanka może pozostać tam, gdzie jest - wewnątrz pacjenta.

Technologia ta może być przydatna nie tylko do wykrywania guzów, ale także "do prowadzenia chirurgów poprzez szybką identyfikację różnych typów tkanek, takich jak nerwy, tłuszcz, mięśnie, chrząstki, tkanka bliznowata" - mówi Hillman.

Czy czekają nas lepsze i bezpieczniejsze biopsje?

Hillman ostrzega, że szybkie obrazowanie 3D nie ma na celu zastąpienia wszystkich biopsji. Jednak MediSCAPE może być szczególnie przydatne w badaniu wrażliwych obszarów, takich jak mózg, gdzie usunięcie tak cennej tkanki może prowadzić do utraty funkcji, a także obrzęku, ataków lub udaru.

Wczesne zastosowania technologii będą najprawdopodobniej dotyczyły operacji otwartych, w których tkanki pacjenta są odsłonięte - takich jak mózg, brzuch, szyjka macicy, ucho/nos/gardło - oraz do kierowania skomplikowanymi operacjami wykonywanymi przez roboty.

Mimo że badanie dowodzi, że technika jest możliwa, może minąć kolejne 5 lat lub więcej, zanim technologia będzie dostępna w powszechnym użyciu, mówi Hillman. Przed nami jeszcze wiele prób klinicznych.