Российские ученые создают эндоскоп для ранней диагностики и точечного лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта. Технология сочетает многофотонную микроскопию, лазерные технологии и искусственный интеллект для анализа ткани без биопсии.
Эндоскоп будет проводить исследования о состоянии тканей на клеточном уровне в режиме реального времени — без болезненной биопсии. Расшифровывать данные будет искусственный интеллект.
«В настоящее время остается наиболее распространенной классическая световая эндоскопия, при которой врач визуально оценивает состояние тканей, однако этот метод нередко позволяет определить отклонения лишь на поздних стадиях. Даже высокая квалификация специалиста не всегда дает возможность точно определить характер нарушений», — говорит старший научный сотрудник отдела регуляции генетических процессов ИМКБ СО РАН кандидат биологических наук Лидия Валерьевна Болдырева.
Классические методы диагностики предрака и рака ЖКТ требуют забора образца ткани и обнаруживают патологию уже на достаточно поздних стадиях. Новая разработка выявляет все пораженные участки и сразу воздействует на них: например, модулируя мощность лазера. Эндоскоп основан на многофотонной микроскопии в инфракрасном диапазоне. Он способен «заглянуть» в толщу тканей на глубину до сотен микрон, подсвечивая их короткими лазерными импульсами. Длительность таких импульсов измеряется фемтосекундами, при этом лазер не повреждает клетки и не вызывает ожогов.
Цель проекта — поиск новых оптических маркеров ранних изменений и адаптация многофотонной микроскопии для клинической эндоскопии без биопсии. Интерпретировать данные будет ИИ, так как объем информации, получаемой при трехмерной визуализации больших участков ткани без повреждения, огромен, а различить тонкие различия между нормой и патологией «на глаз» трудно. Для автоматического поиска признаков болезни исследователи планируют обучить нейросеть на наборах изображений с заранее известным диагнозом.
Разработка ведется учеными из Института автоматики и электрометрии и Института молекулярной и клеточной биологии Новосибирского государственного университета при поддержке Российского научного фонда.
Сейчас у исследователей есть отдельные части будущего прибора. К завершению проекта научные сотрудники планируют собрать лабораторный стенд, на котором можно посмотреть эндоскопическую диагностику разных стадий заболеваний кишечника и подобрать параметры оптимального воздействия на ткани.
Статья о промежуточных результатах проекта опубликована в международном журнале Diagnostics.