Удосконалення методів діагностики дозволить 35% пацієнтам проводити лише променеву та хіміотерапію
Вчені розробили нову технологію візуалізації для відстеження та оцінки результатів лікування пацієнтів із раком прямої кишки, повідомляє видання Tech Explorist.
Метод, розроблений вченими Вашингтонського університету у Сент-Луїсі, поєднує в собі фотоакустичну мікроскопію та ультразвук. Ця розробка спрямована на виявлення наявності чи відсутності залишкових пухлин раку прямої кишки.
Суть проблеми. Рак прямої кишки 2 і 3 стадій лікують променевою терапією та хіміотерапією з послідуючим хірургічним видаленням ракової тканини. Незважаючи на те, що у деяких випадках можна уникнути операції завдяки терапевтичному лікуванню, складно визначити, чи вдалося повністю знищити пухлини раку за допомогою сучасних технологій. Існуючі методи візуалізації не дозволяють хірургам з впевненістю відрізнити залишкову злоякісну пухлину від рубцевої тканини. Тому зазвичай залишкові пухлини потребують хірургічного втручання.
Якщо удосконалити методи передопераційної діагностики, то для 35% пацієнтів буде достатньо лише проведення променевої терапії та хіміотерапії.
Рішення. Щоб визначити, чи вдалося повністю знищити рак у тканинах прямої кишки, дослідники створили прототип – систему фотоакустичної мікроскопії та ультразвукової ендоскопії (AR-PAM/US) із сумісною реєстрацією акустичної роздільної здатності та класифікаторами нейронної мережі.
У фотоакустичній візуалізації використовується лазер для стимуляції тканини. Завдяки ангіогенезу пухлини поглинання лазерного світла призводить до випромінювання звукових хвиль, які визначають характеристики тканинної васкулатури, біомаркера злоякісної тканини.
Ангіогенез – процес утворення нових кровоносних судин в органі або тканині.
Щоб допомогти хірургам у діагностиці у реальному часі, вчені створили унікальну нейронну мережу розпізнавання, яка забезпечує кількісну інтерпретацію зображень AR-PAM та УЗД. У попередніх дослідженнях візуалізаційні та нейронні мережі продемонстрували, як пухлини в тканинах прямої кишки змінюються від ракових до типових для здорової прямої кишки.
Команда очікує, що система AR-PAM/US та класифікатори нейронної мережі дозволять хірургам досліджувати мікросудини пухлини та визначати реакцію на лікування після променевої та хіміотерапії.
Дослідники випробували пристрій ще у 2019-2021 роках, і виявили, що він кращий за існуючі методи візуалізації, такі як МРТ, для виявлення залишкових пухлин у тканинах прямої кишки.
Завдяки інвестиціям учені наразі випробовують здатність технології покращити поточні методи візуалізації на групі пацієнтів з раком прямої кишки. Вони також спостерігатимуть за групою пацієнтів, щоб перевірити, чи може технологія AR-PAM/US визначити зміни судинної системи пухлини та насичення крові киснем, а також визначити реакцію пухлини на лікування.
