Диагностика и лечение с помощью света

5

Представьте, что операцию можно сделать без разрезов, а рак – выявить с помощью ультразвукового исследования. Благодаря открытию американских ученых в ближайшем будущем все это станет возможно!

ультразвуковая диагностика

Новый метод позволяет фокусировать луч света, который проникает в ткань человека на глубину 2,5 мм. Если данный метод удастся внедрить в клиническую практику, он значительно облегчит диагностику и лечение многих заболеваний.

История вопроса

В предыдущем исследовании ученые пропускали луч света через ткани и фиксировали результат на голографической пластине. Запись содержала всю необходимую информацию о том, как рассеивается луч света, проходя через ткань. Проматывая запись в обратном направлении, ученые посылали луч света к источнику, повторяя траекторию его движения. В результате ученым удалось послать луч через слой ткани без эффекта рассеивания. Но для того, чтобы получить изображение клеток или молекул, которые находятся в толще ткани, необходимо сфокусировать луч света в ткани.

В предыдущем исследовании для фокусировки света использовался высокочастотный ультразвук. Во-первых, он не рассеивается в ткани, а, во-вторых, ультразвук взаимодействует со светом. Вследствие так называемого акустооптического эффекта любой свет, который взаимодействует с ультразвуком, изменяется.

Суть исследования

Сначала ученые фокусировали ультразвук в небольшом участке образца ткани. Затем они освещали образец, который рассеивал свет. Вследствие акустооптического эффекта любой рассеянный свет, который проходит через участок ткани с фокусированным ультразвуком, меняется. Ученые выделили этот свет и записали его. Используя метод обратной перемотки, они послали свет обратно в участок образца ткани, где сфокусирован ультразвук.

В результате ученым удалось сфокусировать свет в этом участке, что позволило создать изображение. Изменяя место фокусировки ультразвука, ученые могут фокусировать свет на любом участке.

Результаты

Новый метод можно использовать для лечения рака с помощью фотодинамической терапии. В процессе лечения в организм пациента вводятся светочувствительные вещества, которые избирательно накапливаются в раковых клетках. Когда на раковые клетки попадает луч света, они погибают.

В настоящее время фотодинамическая терапия используется только на поверхности тела, что связано с рассеиванием света. Новый метод позволит воздействовать на раковые клетки, расположенные в толще ткани.

По сравнению с предыдущими исследованиями ученым удалось увеличить глубину проникновения света уже в два раза. Инженеры рассчитывают на то, что в течение нескольких лет им удастся увеличить глубину проникновения до 10 см.