Ксения Ачкасова ,кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник, научной лаборатории оптической когерентной томографии НИИ Экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий Приволжского исследовательского медицинского университета
На сегодняшний день актуальной проблемой современной медицины являются злокачественные опухоли, занимающие вторую строчку среди причин смерти пациентов по всему миру. Одной из частых локализаций злокачественных новообразований является головной мозг, при этом для лечения пациентов с данным диагнозом используется целая комбинация методов.
Все дело в том, что все злокачественные опухоли обладают инвазивным (или, иначе говоря, инфильтративным) характером роста, что означает то, что они проникают в окружающие ткани, врастая в них и вызывая всяческие разрушения. В итоге возникает такая ситуация, что границу между опухолевыми и здоровыми тканями невооруженным глазом становится не видно, соответственно, нейрохирургам довольно сложно понять, какие ткани необходимо удалить. Чем же может быть чревата данная ситуация? Возможны два исхода: с одной стороны, не до конца убрали опухоль и окружающие разрушенные ткани, и в итоге опухоль довольно быстро вырастет обратно; с другой стороны, повредили здоровые участки, что привело к нарушению той или иной функции у пациента. Встает вопрос: что делать?
К счастью, в настоящее время есть несколько методов, которые применяются во время операции и могут облегчить врачам поиск границы между тканями. Среди них, например, можно отметить методы флуоресцентной диагностики, когда пациенту перед операцией в вену вводят контрастное вещество, которое избирательно накапливается в опухолевой ткани.
Затем в ходе операции врачи включают специальное освещение, в результате чего опухоль начинает светиться. Также применяется интраоперационное УЗИ или, к примеру, интраоперационная МРТ. Однако каждый из этих методов обладает рядом ограничений, в результате чего медицина все еще находится в поиске метода, который бы помог врачам-нейрохирургам во время операции находить опухоль и отличать ее от здоровых тканей.
ОКТ представляет собой метод, основанный на использовании инфракрасного излучения, при помощи которого мы можем исследовать внутреннюю структуру тканей и органов на глубину до 2 мм. Физически данная технология похожа на УЗИ, за исключением того, что мы используем свет вместо звука. При помощи ОКТ-прибора мы посылаем инфракрасное излучение в ткань, где оно встречается с различными структурными элементами (клетками, волокнами), от этих компонентов оно рассеивается назад (попросту говоря, отражается) и прилетает нам обратно в наш прибор. В зависимости от того, какие компоненты располагаются в ткани и как на них рассеивается свет, характер регистрируемого сигнала меняется, что и позволяет нам обнаруживать различные патологические изменения.
При этом мы можем получить различные варианты ОКТ изображений: поперечное сечение исследуемого объекта, вид сверху или трехмерную модель. Конечно, эти изображения не выглядят как обычные фотографии, поэтому для работы с ними требуется определенный опыт. Однако для облегчения восприятия данные изображения мы можем количественно обработать, превратив каждый пиксель в число, которое называется коэффициентом затухания. Таким образом, с одного ОКТ изображения мы получаем целый набор чисел. Затем мы присваиваем каждому числу свой цвет, в результате чего мы получаем так называемую цветокодированную карту.
Первой задачей, которую мы ставили перед собой, было понимание того, а может ли метод ОКТ отличать опухоль от нормальных тканей головного мозга, в частности, от нормального белого вещества мозга. Нам удалось установить, что опухоль и белое вещество характеризуются принципиально разным регистрируемым ОКТ сигналом. Белое вещество состоит из огромного количества нервных волокон, которые очень сильно рассеивают посылаемое нами излучение и регистрируемый ОКТ сигнал будет быстро затухать.
Вследствие этого у нормального белого вещества высокий коэффициент затухания и на цветокодированных картах оно отображается оранжевым и красным цветами. Опухоль, напротив, состоит преимущественно из клеток, которые рассеивают излучение намного хуже. Это приводит к тому, что коэффициент затухания у опухолевой ткани будет низкий, следовательно, на картах мы будем видеть преобладание синего цвета. Соответственно, первую задачу мы решили: ОКТ способна различать нормальное белое вещество головного мозга и опухоль. Здорово! Но есть одно НО. Мы помним, что опухоль врастает в окружающие ткани, поэтому, к сожалению, в реальной жизни не будет такой четкой границы норма/опухоль (или красное/синее на цветокодированных картах). На периферии опухоли будет располагаться зона, которая называется перитуморальной, где нервные ткани разрушены вследствие роста опухолевого узла и которая тоже должна подвергаться удалению.
Следовательно, дальше нам необходимо было понять, возможно ли при помощи метода ОКТ обнаружить области поврежденного белого вещества и отличить их от нормы и опухоли. Было установлено, что при развитии опухоли в окружающем белом веществе происходит разрушение нервных волокон, а также появление опухолевых клеток. Эти изменения приводят к тому, что характер ОКТ сигнала меняется, и коэффициент затухания становится ниже, чем у нормального белого вещества, но при этом выше, чем у опухоли. В результате чего на цветокодированных картах поврежденные области характеризуются преобладанием промежуточных цветов, а именно, желтого, зеленого и голубого.
Таким образом, нам удалось показать, что при помощи метода ОКТ мы можем отличать нормальное белое вещество, поврежденное белое вещество и опухоль, получая при этом картинки, довольно простые для восприятия людьми, не имеющими опыта работа с данной технологией. Мы надеемся, что внедрение данной технологии в клинику позволит врачам-нейрохирургам проводить операции по удалению злокачественных опухолей более радикально, но при этом бережно по отношению к пациенту.
#мининский #mininuniver #десятилетиенауки #МинобрнаукиРоссии #популяризациянауки
