Российские ученые предложили высокоточный метод диагностики опухолей головного мозга

Российские ученые предложили использовать для диагностики глиом метод макро-FLIM. Он основан на том, что большинство тканей, в том числе нервная, под действием света определенных длин волн испускают собственное свечение.

Ученые Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ) предложили технологию для высокоточной диагностики опухолей головного мозга. Метод, основанный на анализе флуоресценции – собственного свечения – тканей, позволил с точностью до 87% выявить новообразования и определить зоны инфильтрации – места, где раковые клетки проникают в окружающие здоровые ткани. Результаты исследования опубликованы в журнале Biomedical Optics Express.

Разработка поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ) и поможет точнее определять границы злокачественных опухолей в головном мозге. Это поможет хирургам повысить эффективность их удаления.

Глиомы – наиболее распространенный тип опухолей головного мозга, который поражает вспомогательные клетки нервной ткани (глию). При этом, по статистике, от 50 до 90% глиом дают рецидивы, так как часто эти новообразования не имеют четкой границы: они прорастают в окружающие здоровые ткани, формируя так называемую зону инфильтрации, которую существующие методы диагностики способны определять недостаточно точно.

Российские ученые предложили использовать для диагностики глиом метод макро-FLIM. Он основан на том, что большинство тканей, в том числе нервная, под действием света определенных длин волн испускают собственное свечение (флуоресценцию). При этом, если внешний источник света выключить, флуоресценция еще какое-то время будет сохраняться. Именно длительность такого затухания сигнала исследователи отслеживают в рамках подхода макро-FLIM. Этот период, называемый временем жизни флуоресценции, отличается у нормальных и опухолевых клеток, а потому его можно использовать для диагностики.

Авторы исследовали образцы тканей головного мозга, взятые у 53 пациентов с глиомами. Образцы сканировали на конфокальном макросканере, который возбуждал флуоресценцию лазером и измерял время ее затухания в каждой точке снимка. Полученные «карты флуоресценции» анализировали вручную и с использованием алгоритма машинного обучения, подготовленного к работе с подобными изображениями.

Анализ показал, что метод макро-FLIM позволяет выявлять глиомы с точностью до 87%. Более того, с его помощью ученым удалось отследить зоны инфильтрации опухоли в здоровые ткани, что критически важно для точного хирургического удаления новообразований. В отличие от традиционного гистологического исследования, новый метод дает возможность обнаруживать участки опухоли в удаленном образце ткани прямо во время операции, кроме того, он не требует никакой пробоподготовки и специальной окраски срезов.

Исследователи планируют расширить выборку пациентов, улучшить точность автоматического распознавания опухолей и провести сопоставление изображений FLIM не только с их морфологическими, но и с молекулярными особенностями, рассказала участник проекта заместитель директора по науке НИИ экспериментальной онкологии и биомедицинских технологий ПИМУ Марина Ширманова.