Умный нож поможет хирургам в распознании раковых тканей

Ученые из Имперского колледжа Лондона разработали хирургический инструмент, способный в считанные секунды распознать раковую ткань. Разработка, проводимая под руководством доктора Золтана Такатса, поможет повысить коэффициент выживаемости пациентов, а также сэкономит деньги органов здравоохранения, поскольку снизится потребность в проведении дополнительных операций.

За основу «умного ножа», или iKnife, взяты электрохирургические ножи, которые, которые широко используются в операционных. Разработанные еще в 20-х гг. 20 века, электрохирургические ножи при помощи электрического тока нагревают ткани, что позволяет сократить потери крови во время проведения операции. Образованные нагретыми тканями испарения выводятся через специальную систему.

Д-р Такатс несколько изменил электрохирургический нож — испарения тканей прямо в операционной подвергаются масс-спектрометрическому анализу, что позволяет хирургу определить наличие раковых клеток в оперируемой ткани.

В настоящее время хирург, проводя операцию по удалению опухоли, иссекает и некоторое количество здоровой ткани, поскольку часто сложно на вид определить, является ли ткань злокачественной. По данным Имперского колледжа, каждого пятого пациента с диагнозом «рак молочной железы» приходится повторно оперировать для полного удаления раковой опухоли. В случаях, когда во время операции трудно определить качество ткани, образец отправляют в лабораторию на экспертизу, а пациент в это время продолжает находиться под общим наркозом.

Новое исследование, опубликованное в журнале «Science Translational Medicine», показывает, как при помощи iKnife были проанализированы образцы тканей, полученные от 302 прооперированных пациентов и зафиксированы характеристики тысяч злокачественных и доброкачественных тканей (в том числе тканей мозга, легких, молочной железы, желудка толстой кишки и печени) для создания библиотеки данных.

Во время операций iKnife сравнивал полученные данные с данными библиотеки и таким образом менее чем за три секунды определял, иссечение какой ткани производится.

Технология была применена для выполнения анализа в реальном времени непосредственно во время хирургического вмешательства. В ходе 91 тестового испытания точность результатов анализа тканей посредством ножа iKnife каждый раз подтверждалась послеоперационной диагностикой на основе традиционных методов.

«Следующим этапом станет проведение ряда формальных клинических испытаний … мы обратим внимание на различные формы рака и, возможно, на воспалительные заболевания кишечника — будут сравнены решения, принятые как с использованием iKnife, так и при проведении операции без него. Таковы наши планы на этот год», — сообщил профессор Джереми Николсон, заведующий кафедрой хирургии и онкологии Имперского колледжа Лондона.

Спонсором исследования выступил Национальный институт исследований в области здравоохранения (NIHR), Имперский центр медико-биологических исследований (BRC), Европейский совет по научным исследованиям и Венгерское национальное ведомство по исследованиям и технологиям.

Скоро для диагностики достаточно будет капли крови

В Технологическом институте Нью-Джерси ученые занимаются разработкой опытного образца устройства, которое поможет врачу обнаружить заболевание или вирус только по одной капле жидкости, например, крови. Устройство на основе углеродных нанотрубок пригодно для неинвазивного быстрого обнаружения болезней: достаточно будет поместить каплю жидкости на активные области устройства для измерения электрических свойств клеток и постановки диагноза. Уникальность этого метода заключается как раз в том, что для диагностики используется информация об электрических свойствах клеток.

Ученые Технологического института Нью-Джерси оценивали три типа различных клеток и использовали три различных электрических зонда. Оказалось, что все клетки отличаются электрическими свойствами. Пока для окончательного определения точных показателей электрического заряда клеток мало сведений, но ученые уже точно знают, что распределение электрических зарядов в здоровой клетке начинает меняться, когда клетка повреждается.

В перспективе разработка, которую изначально инициировали военные для поиска признаков биооружия, может быть использована для обнаружения вирусов, бактерий и даже рака. Кроме того, устройство на основе углеродных нанотрубок поможет оценить здоровье обычных клеток, например, нейронов головного мозга.

Это устройство способно поставить диагноз по одной капле крови. Возможно, в скором времени он станет обычным диагностическим прибором в больницах

Чтобы продемонстрировать способность прибора обнаруживать клетки, исследователи проводили опыты на эмбриональных клетках почек, нейронов мышей и клеток дрожжей. Измерения проводились с клетками и без, с нанотрубками и без них. Нанотрубки, как показал опыт, необходимы для успешного обнаружения клеток.

Углеродные нанотрубки являются мощными, электрически проводящими структурами диаметром в 1 нанометр - одна миллиардная часть метра, или около десяти атомов водорода в ряд. Прорыв исследователей из Технологического института Нью-Джерси в том, что они разработали контролируемый способ прочного связывания одного из этих субмикроскопических, кристаллических электрических соединений в определенном месте на подложке. Новый метод также продемонстрировал возможность одновременного связывания массива миллионов нанотрубок и эффективного производства одновременно нескольких устройств.

Гаджет intelligentM помогает медицинским работникам не забывать о гигиене
 

Несмотря на то, что больницы нужны для того, чтобы лечить людей, иногда пациенты заболевают именно потому, что попадают в больницу. Собственно, в этом нет ничего удивительного, особенно если учесть концентрацию больных людей в одном ограниченном пространстве. К примеру, в США, в среднем, один из 20 пациентов заражается новым заболеванием именно в больнице. Из числа этих людей около 100000 людей ежегодно погибают в результате подобных случаев. Вполне очевидно, что в менее развитых странах этот показатель еще выше.

Поспособствовать решению данной проблемы поможет более эффективная система контроля над медицинскими работниками, в частности над тем, как они соблюдают правила личной гигиены. Именно для этого и был придуман гаджет intelligentM. Устройство представляет собой браслет со встроенным микропроцессором и акселерометром. Процессор распознает движения, которые выполняются во время мыться рук и использования дезинфицирующего средства.

Новинка сообщается с RFID-метками, которые помещены в локациях, требующих соблюдения гигиены: другими словами в местах, приходить в которые можно только с чистыми руками. Если пользователь не вымыл руки или сделал это неправильно (уделил процедуре недостаточно времени или забыл про дезинфицирующее средство), intelligent завибрирует трижды. Если все сделано правильно, гаджет подаст один сигнал. К тому же, устройство сохраняет в памяти количество раз, когда носящий его человек мыл руки и когда он забывал это делать, помогая администрации больниц контролировать своих подчиненных.

http://itword.org/umnyj-nozh-pomozhet-xirurgam-v-raspoznanii-rakovyx-tkanej/
http://rnd.cnews.ru/tech/nanotech/news/line/index_science.shtml?2013/06/26/533376
http://trended.ru/2013/06/gadzhet-intelligentm-pomogaet-medicinskim-rabotnikam-ne-zabyvat-o-gigiene/