Nieinwazyjna metoda diagnozowania guzów mózgu
Rak mózgu jest jedną z najpoważniejszych i najbardziej wymagających chorób w obecnych czasach. Pomimo znacznych postępów w tej dziedzinie obejmujących nowe, inwazyjne metody leczenia łączące chirurgię, radioterapię i chemioterapię, leczenie ogólnych lub nawracających nowotworów pozostaje poza zasięgiem. Dzieje się tak, ponieważ tradycyjna diagnostyka guzów wewnętrznych polega na biopsji wycinającej, a następnie histologii lub cytologii. Metoda ta jest problematyczna, ponieważ jest agresywna, inwazyjna i wiąże się z możliwymi skutkami ubocznymi i powikłaniami. Ponadto, ponieważ informacje diagnostyczne nie są dostępne w czasie rzeczywistym, tkanki muszą być przetwarzane w laboratorium – jest to czasochłonny etap, a w przypadku tej choroby czas ma duże znaczenie. Dla naukowców uczestniczących w finansowanym przez UE projekcie HELICOID jednym ze sposobów ulepszenia diagnostyki jest lepsza lokalizacja nowotworów złośliwych podczas zabiegów chirurgicznych przy wykorzystaniu technik obrazowania hiperspektralnego. „Opracowany w tym projekcie system hiperspektralny umożliwi lepszą resekcję guzów podczas zabiegów chirurgicznych, zmniejszając tym samym ryzyko nawrotu choroby i zwiększając długość życia” – wyjaśnia Gustavo Marrero Callico, lider projektu HELICOID. „Nasz system umożliwia usunięcie mniejszej ilości zdrowej tkanki podczas zabiegu, ograniczając tym samym zachorowalność i poprawiając skuteczność rehabilitacji. W konsekwencji ma bezpośredni wpływ na jakość życia leczonych pacjentów”. Technika obrazowania hiperspektralnego jest bezkontaktową, niewykorzystującą promieniowania jonizującego i mało inwazyjną techniką wykrywania. Podczas gdy tradycyjna kamera przechwytuje obrazy w trzech kanałach kolorystycznych (czerwonym, niebieskim i zielonym), kamera do obrazowania hiperspektralnego przechwytuje dane w wielu przylegających do siebie i wąskich pasmach spektralnych oraz w szerokim zakresie spektralnym widma elektromagnetycznego. Obrazowanie w czasie rzeczywistym Głównym rezultatem projektu jest system nieinwazyjnego, hiperspektralnego obrazowania medycznego, zdolny do oznaczenia granic nowotworu w odkrytej tkance mózgowej podczas neurochirurgicznych zabiegów resekcji w czasie rzeczywistym. System wykorzystuje eksperymentalną konfigurację interoperacyjną opartą na nieinwazyjnych aparatach hiperspektralnych połączonych z platformą, która uruchamia zestaw algorytmów zdolnych do rozróżnienia tkanek zdrowych od patologicznych. Chirurdzy otrzymują te informacje na wyświetlaczach pokazujących nachodzące na siebie obrazy z symulacyjną mapą kolorów wskazującą prawdopodobieństwo rakotwórczości aktualnie odsłoniętej tkanki. Efektem końcowym jest zdolność rozpoznawania tkanek rakowych w czasie rzeczywistym podczas zabiegu chirurgicznego. Duże korzyści Integracja systemów obrazowania hiperspektralnego i śródoperacyjnego może mieć bezpośredni wpływ na wyniki leczenia. System HELICOID umożliwia potwierdzenie całkowitej resekcji podczas zabiegu chirurgicznego, co pozwala na uniknięcie powikłań związanych ze zmianą masy ciała. System daje chirurgom i pacjentom pewność, że cele związane z zabiegiem chirurgicznym zostały osiągnięte. Według Callico korzyści jest dużo więcej: „To całkowicie nieinwazyjna technika – nie musimy wstrzykiwać środków kontrastowych” – mówi. „Jest to również metoda niewykorzystująca promieniowania jonizującego, więc nie zmieniamy właściwości tkanki mózgowej. Technika ta zapewnia również chirurgowi mnóstwo informacji w czasie rzeczywistym podczas zabiegu”. Dzięki doświadczeniom zdobytym podczas realizacji tego projektu możliwe będzie zbadanie i zdiagnozowanie wielu innych typów nowotworów za pomocą systemu HELICOID. „Kolejnym krokiem będzie zastosowanie tej techniki w diagnozowaniu innych nowotworów, w tym nowotworów płuc, piersi i okrężnicy” – dodaje Callico. „Marzymy o wprowadzeniu zupełnie nowej specjalizacji, którą będziemy mogli nazwać medycyną hiperspektralną”.
Słowa kluczowe
HELICOID, rak mózgu, guz mózgu, chirurgia, obrazowanie hiperspektralne
