федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»

Свежие новости

События

Ученые России и Болгарии увеличат точность оптической диагностики рака кожи

Ученые России и Болгарии увеличат точность оптической диагностики рака кожи

Самарский университет

По итогам исследований планируется создать компактный прибор для массовых обследований в обычных поликлиниках

Российский фонд фундаментальных исследований Гранты кафедра лазерных и биотехнических систем Братченко Иван Наука Исследования СамГМУ
22.09.2020 2020-09-30

Ученые Самарского университета имени Королева и Института электроники Болгарской академии наук совместно разработают* комплексный метод оптической неинвазивной диагностики** доброкачественных и злокачественных новообразований кожи, который позволит довести точность выявления и классификации патологий кожи до уровня 95-98%. В исследованиях также принимают участие специалисты Самарского государственного медицинского университета (СамГМУ) и Самарского областного клинического онкологического диспансера (СОКОД).

На основе разрабатываемого метода планируется создать портативный прибор для проведения в поликлиниках массовых и оперативных скрининговых обследований населения, например, во время диспансеризации - для проверки подозрительной родинки или пятна на коже нужно будет лишь направить на них луч лазера, после чего программа на ноутбуке согласно заложенным в нее алгоритмам позволит более точно поставить диагноз. Как известно, эффективность лечения онкологических заболеваний напрямую зависит от своевременности их выявления. К примеру, в случае выявления меланомы в первой стадии пятилетняя выживаемость пациентов после лечения составляет порядка 98% и не превышает 15%, если меланому выявили уже в четвертой стадии.

"Идея наших совместных с болгарскими коллегами исследований заключается в том, чтобы объединить несколько уже хорошо отработанных и известных подходов в оптической диагностике новообразований кожи. За счет этой комбинации методик комплексно повысится точность диагностики - как ожидается, до уровня 95-98%", - рассказал доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета Иван Братченко.

По его словам, ученые планируют объединить в рамках одного комплексного метода такие виды диагностики новообразований кожи, как Рамановский анализ*** (имеющий точность определения онкопатологий на уровне 80-90%), анализ флуоресценции**** в ближней инфракрасной области (точность около 60%) и анализ флуоресценции в видимой области спектра (точность около 65-80%).

Первые результаты исследований международного коллектива ученых опубликованы  в Optical Engineering - авторитетном научном журнале, посвященном исследованиям, разработкам и использованию оптической науки и оптической инженерии.

Диагностический прибор, который планируется создать по итогам исследований, будет достаточно компактным - размером примерно с обувную коробку, и врачи смогут взять его с собой, например, при выезде в отдаленные районы для диспансеризации местных жителей.

"Мы хотим создать действительно портативный прибор, который можно было бы использовать для массовых скрининговых обследований, то есть, это будет не какая-то большая лабораторная установка, которую сложно куда-то перевезти. Это будет портативный прибор, сравнимый по размерам с обувной коробкой, хотя к нему в комплекте все равно, конечно, нужен будет ноутбук, - отметил Братченко. - Понятно, что по ряду характеристик - уровню шумов, чувствительности оптического сигнала - этот прибор будет проигрывать большим лабораторным установкам, которые есть в крупных специализированных клинических центрах, однако прибор позволит значительно увеличить количество обследуемых пациентов - на базе обычных районных поликлиник или на выездах врачей в отдаленные районы. Своевременное выявление заболевания поможет спасти жизни людей".

Справочно: 

* Работы проводятся в рамках гранта, полученного по итогам конкурса на лучшие научные проекты фундаментальных исследований, который был проведен совместно РФФИ и Национальным научным фондом Болгарии. Срок реализации проекта - два года. 


** При оптической неинвазивной диагностике используется оптическое (как правило, с использованием лазера) исследование тканей пациента. Анализ получаемых при исследовании спектральных данных позволяет установить биохимические изменения, происходящие в тканях при развитии новообразований.

*** Рамановская спектроскопия -  вид спектроскопии, использующий  способность исследуемых молекул к комбинационному рассеянию монохроматического света (лазерного излучения). В спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появившихся линий спектра определяется молекулярным строением исследуемого вещества, что позволяет зафиксировать наличие определенных изменений в тканях.

**** Флуоресцентный анализ основывается на том, что биологические молекулы способны переизлучать часть поглощенного света. Поглощенная энергия высвобождается в виде света, имеющего другую длину волны. Данный феномен называют флуоресценцией.

Ранее учеными Самарского университета, СамГМУ и СОКОД была разработана серия устройств для оптической диагностики новообразований кожи:
  • экспериментальная установка для измерения Рамановского рассеяния, изучающая спектральные характеристики новообразований;
  • дерматоскоп, дающий визуальную картину опухоли с максимальным приближением к ее поверхности;
  • гиперспектральная камера, позволяющая за короткое время с высокой точностью сделать несколько десятков снимков опухоли в различных спектрах.
Все три аппарата работают на кафедре онкологии СамГМУ и клинической базе СОКОД и используются при обследовании пациентов врачами-онкологами.

Результаты работ самарских ученых в области оптической диагностики рака отражены в статье “Portable spectroscopic system for in vivo skin neoplasms diagnostics by Raman and autofluorescence analysis”, опубликованной в одном из наиболее авторитетных научных журналов, посвященных исследованиям взаимодействия света и биологического материала - Journal of Biophotonics.