Оптическая когерентная томография в нейрохирургии

Группа исследователей из университета Джона Хопкинса, США, разработала новую технологию визуализации опухолей головного мозга на основе оптической когерентной томографии. Методика позволяет визуализировать пораженные ткани злокачественной опухоли во время хирургического вмешательства.

Изображение головного мозга кодируется в различные цвета, которые четко разделяют пораженные и здоровые области. Это дает возможность проводить резекцию с исключительной точностью.

Сложность операции при удалении опухоли на головном мозге заключается в том, что хирург должен филигранно удалить все пораженные ткани при этом минимально травмировать здоровые. Визуальное различие между ними минимальное.

Один из участников проекта говорит: «Ткани опухоли практически неотличимы невооруженным глазом. И тут на сцену выходит когерентная томография, лучи инфракрасного цвета делают возможным качественно оценивать ткани по оптическим свойствам. Затем с помощью программного обеспечения проводится цветное картирование зоны интереса».

Ткани мозга при дневном свете кажутся белыми, поскольку отражают практически все лучи видимого спектра. Если рассматривать нервную ткань под инфракрасным излучением, то изображение будет формироваться за счет отражения лучей миелиновой защитой.

У клеток пораженных злокачественным процессом слой миелина деградирует, что дает возможность с помощью специального алгоритма четко различать два типа тканей.

В начале эксперимента для обнаружения опухоли исследователи использовали луч маломощного лазера ярко зеленого цвета, схожий с лазерной указкой. Место надреза освещалось зеленым пятном.

Учитывая непрактичность метода, ученые решили использовать данные оптической когерентной томографии для постройки цветного изображения структур головного мозга, где пораженные ткани окрашивались в красный цвет, а здоровые – в зеленый. Цельную картину процесса хирург может наблюдать на мониторе в режиме реального времени.

Новая технология была успешно испытана на лабораторных животных. В настоящее время планируется провести пилотное исследование на людях.

Если испытания будут успешны, то нейрохирурги получат в свое расположение методику, которая значительно превышает существующие. Так ультразвук обеспечивает изображение с низким разрешением, МРТ - слишком дорого и медленно. Кроме того МРТ невозможно использовать при длительных операционных вмешательствах. Врач должен проводить сканирование каждые 30 – 50 во время операции.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Translational Medicine.