Новый зонд точно и безболезненно обнаружит опухоли

Это устройство является первым ультразвуковым оптоволоконным зондом, создающим изображения тканей на наноуровне.

Это устройство является первым ультразвуковым оптоволоконным зондом, создающим изображения тканей на наноуровне.
Фото University of Nottingham.

Учёные разработали особую технологию ультразвукового исследования человеческих тканей, которая позволит в будущем отказаться от малоприятных инвазивных методов диагностики. Система, позволяющая создавать детальные изображения, помещается на кончике тончайшего оптоволокна.

Эта разработка позволяет делать микроскопические и даже наноизображения клеток, выстилающих труднодоступные ткани, к примеру, желудочно-кишечного тракта. Это облегчит диагностику как онкологических, так и инфекционных заболеваний наподобие бактериального менингита.

Чтобы получить столь же качественный результат, сегодня требуется сложное и громоздкое лабораторное оборудование. Когда новая технология выйдет в реальный мир, её можно будет использовать в любой клинике и значительно улучшить качество ухода за пациентами.

К тому же новый ультразвуковой зонд не требует применения флуоресцентных меток, как это часто бывает в современной микроскопии. Известно, что в больших объёмах эти химические соединения могут разрушать человеческие клетки.

Исследователи назвали свою разработку фононным зондом. Его можно поместить в стандартный оптический эндоскоп, который представляет собой тонкую трубку с камерой и фонариком на конце.

С помощью эндоскопа, который вводится в полости человеческого тела (обычно) через естественные отверстия, можно диагностировать самые разные заболевания на ранних стадиях. Этот процесс можно заметно усовершенствовать, объединив методы оптической и фононной диагностики.

Фононный зонд позволяет создать точную микроскопическую 3D-карту обследуемых тканей. Он может создать трёхмерное изображение клеток в ткани, учитывая их плотность и расположение.

Фононный зонд способен делать двумерные изображения с разрешением до одного микрометра, совсем как стандартный микроскоп.

При этом трёхмерное изображение, полученное с помощью этого устройства, позволяет увидеть мельчайшие детали величиной в один нанометр. Оптоволоконные системы визуализации раньше не позволяли получить изображения с таким высоким разрешением.

Получается, новая разработка учёных объединяет преимущества микроскопии и ультразвуковой диагностики.

Разработчики продемонстрировали, что новую технологию можно использовать как с единичным волокном, так и с пучком из 10-20 тысяч оптических волокон.

Высокое пространственное разрешение и широкий угол обзора позволяют собирать медицинские данные с разных участков образца ткани, не перемещая устройство. Когда этот высокотехнологичный зонд получит широкое применение в медицине, он сделает процедуру диагностики заболеваний гораздо более комфортной.

К слову, создатели устройства предполагают не только его медицинское применение. Такой зонд прекрасно справится с анализом самых разных поверхностей и материалов, что позволит использовать его в высокоточном производстве и метрологии.

Исследование было опубликовано в издании Light: Science & Applications.

Ранее мы писали о роботе, который проникает в органы через эндоскоп и восстанавливает ткани с помощью 3D-печати. Также мы сообщали о быстром и безболезненном методе диагностики рака, предложенном российскими учёными.

Больше передовых новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделе "Наука" и "Медицина" на медиаплатформе "Смотрим".