Появился способ обнаруживать раковые опухоли размером с микроб - «Наука»

Добавлено 02-апр-2020, 08:00 От Евдоким

Первое, что приходит в голову при слове «рентген», — это кабинет врача-травматолога, ищущего повреждения в костях. Второе — рамка в аэропорту, неприятно пикающая на металлический браслет или титановый каркас в теле. Физики могут припомнить, как буквально на днях просвечивали рентгеновскими лучами тяжелые объекты из свинца или железа. Искать же рентгеном опухоли в мягких тканях тела физики бы не стали. Жесткое излучение пролетит со скоростью света через новообразование размером с кочан капусты и даже не заметит его.
Исследователи из Университета Тохоку в Японии придумали, как выжать максимум из высокой проникающей способности рентгена и обойти стороной его слепоту к материалам с близкой малой плотностью. Новый метод диагностики раковых заболеваний назвали рентгеновской эластографией. На снимках, полученных с помощью этого метода, ученые смогли различить в 1000 раз больше деталей, чем на ультразвуковых и МРТ-снимках. Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Express.
Суть эластографии заключается в следующем. Через тело пациента пропускают поперечные механические колебания. Волны распространяются в материалах различной плотности с различными скоростями. Более плотные, поврежденные ткани организма: опухоли, затвердевшие артерии или неисправные участки печени — слегка замедляют колебания.
Чтобы вовремя зафиксировать различие в скоростях вибраций, проходящих среды разной плотности, нужна оперативная визуализация. В современной эластографии применяют МРТ и ультразвуковую визуализацию распространения механических колебаний в теле человека. Разрешающая способность обоих методов — порядка миллиметра.
Японские исследователи пропустили механические вибрации через полиакриламидный гель, имитирующий ткани человеческого организма. В гель добавили более твердые включения — частицы диоксида циркония. Прохождение волн через макет пораженного опухолью органа снимали рентгеновским «фотоаппаратом». На полученном снимке экспериментаторы смогли различить «инородные» частицы микронных размеров. Разрешающая способность системы с рентгеновской визуализацией оказалась на 3 порядка выше, чем в системах с МРТ и ультразвуковой картинкой.

“Такая точность позволят выявлять гораздо меньшие и более глубокие образования в теле человека, — пояснил Ватару Ясиро (Wataru Yashiro), ведущий автор исследования, — Мелкие поражения обычно более новые. Это означает, что опасные болезни можно диагностировать на ранних стадиях и лечить эффективнее”.

Следующий шаг ученых — создание трехмерных изображений и разработка оборудования, необходимого для рентгеновской эластографии.

Первое, что приходит в голову при слове «рентген», — это кабинет врача-травматолога, ищущего повреждения в костях. Второе — рамка в аэропорту, неприятно пикающая на металлический браслет или титановый каркас в теле. Физики могут припомнить, как буквально на днях просвечивали рентгеновскими лучами тяжелые объекты из свинца или железа. Искать же рентгеном опухоли в мягких тканях тела физики бы не стали. Жесткое излучение пролетит со скоростью света через новообразование размером с кочан капусты и даже не заметит его. Исследователи из Университета Тохоку в Японии придумали, как выжать максимум из высокой проникающей способности рентгена и обойти стороной его слепоту к материалам с близкой малой плотностью. Новый метод диагностики раковых заболеваний назвали рентгеновской эластографией. На снимках, полученных с помощью этого метода, ученые смогли различить в 1000 раз больше деталей, чем на ультразвуковых и МРТ-снимках. Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Express. Суть эластографии заключается в следующем. Через тело пациента пропускают поперечные механические колебания. Волны распространяются в материалах различной плотности с различными скоростями. Более плотные, поврежденные ткани организма: опухоли, затвердевшие артерии или неисправные участки печени — слегка замедляют колебания. Чтобы вовремя зафиксировать различие в скоростях вибраций, проходящих среды разной плотности, нужна оперативная визуализация. В современной эластографии применяют МРТ и ультразвуковую визуализацию распространения механических колебаний в теле человека. Разрешающая способность обоих методов — порядка миллиметра. Японские исследователи пропустили механические вибрации через полиакриламидный гель, имитирующий ткани человеческого организма. В гель добавили более твердые включения — частицы диоксида циркония. Прохождение волн через макет пораженного опухолью органа снимали рентгеновским «фотоаппаратом». На полученном снимке экспериментаторы смогли различить «инородные» частицы микронных размеров. Разрешающая способность системы с рентгеновской визуализацией оказалась на 3 порядка выше, чем в системах с МРТ и ультразвуковой картинкой. “Такая точность позволят выявлять гораздо меньшие и более глубокие образования в теле человека, — пояснил Ватару Ясиро (Wataru Yashiro), ведущий автор исследования, — Мелкие поражения обычно более новые. Это означает, что опасные болезни можно диагностировать на ранних стадиях и лечить эффективнее”. Следующий шаг ученых — создание трехмерных изображений и разработка оборудования, необходимого для рентгеновской эластографии.