Нижегородские ученые разработали новый способ диагностики опухоли мозга

Ученые Приволжского исследовательского медицинского университета и Института прикладной физики РАН разработали передовую систему диагностики злокачественных опухолей мозга во время операции. В основе метода лежит оптическая когерентная томография (ОКТ), которая уже широко применяется в офтальмологии для проведения обследований.

С помощью ОКТ врачи получили изображения тканей головного мозга, на которых четко видны различия между раковыми и здоровыми клетками. Это существенно упрощает операции по удалению опухоли мозга и делает их более эффективными.

Глиома (опухоль головного мозга) – одно из самых распространенных заболеваний центральной нервной системы. Сложность лечения заключается в том, что опухоль иногда «врастает» в белое вещество головного мозга и не имеет четких границ. Для того чтобы их определить, нижегородские ученые использовали оптическую когерентную томографию.

По принципу работы технология напоминает ультразвуковую диагностику. В отличие от звука световая волна проникает в ткани на небольшую глубину – 1-2 мм, а затем в зависимости от их структуры отражается с разной степенью интенсивности. На основании полученных данных прибор строит изображение головного мозга. «ОКТ может использоваться для диагностики разных тканей, – рассказывает Александр Моисеев, старший научный сотрудник лаборатории высокочувствительных оптических измерений ИПФ РАН. – Наша задача – выделить типовые признаки тканей и научиться их систематизировать».

В рамках исследования ученые проанализировали более 300 «снимков» образцов тканей, взятых у пациентов во время операций по удалению опухоли и биопсии, и классифицировали ключевые различия между опухолевыми и здоровыми клетками. Основной критерий – это интенсивность сигнала ОКТ. «Белое вещество состоит из миелиновых волокон – отростков нейронов, плотно обернутых клеточной мембраной, – объясняет Константин Яшин, врач-нейрохирург Университетской клиники ПИМУ – За счет такой структуры свет в здоровые ткани мозга проникает неглубоко и очень хорошо рассеивается. Поэтому от белого вещества мы получаем интенсивный сигнал. Клетки опухоли, наоборот, более разрознены, их плотность может варьироваться, из-за чего свет проникает более глубоко, а сигнал получается менее интенсивный». По сравнению с УЗИ и МРТ оптическая когерентная томография обладает более высокой разрешающей способностью. Поэтому ученые выделили дополнительный критерий для анализа изображений – однородность структуры тканей. Например, белое вещество выглядит более ровным и однородным, чем опухоль. Сейчас исследователи работают над созданием специального атласа изображений с инструкциями по их интерпретации.

В особенно сложных случаях, когда невозможно провести визуальную оценку оригинального «снимка», с помощью ОКТ можно построить контрастное изображение мозга. В зависимости от интенсивности вернувшегося сигнала, для всех типов тканей рассчитывают коэффициенты рассеяния и затухания. Каждому значению присваивают свой цвет, за счет чего изображение становится более контрастным, а различия между белым веществом и опухолью – более очевидными. Такой метод применяют, когда белое вещество находится в состоянии отека или опухоль является относительно доброкачественной.

Кроме того, исследователи планируют разработать специальный зонд для биопсии.

«Часть опухолей являются неоперабельными, – объясняет Константин Яшин. – В этом случае мы берем образцы опухолевой ткани и отправляем их на экспертизу, чтобы подобрать химио- или лучевую терапию».

Сейчас для получения необходимого образца врачам приходится брать большое количество проб, из-за чего возрастает риск для пациента. С помощью оптической когерентной томографии они смогут выявить точную область нахождения опухоли и избежать повреждения кровеносных сосудов, что позволит сократить число образцов и сделать биопсию более безопасной.