Врачи с физиками разработают новые неинвазивные методы диагностики

Ученые Самарского университета научили медиков ставить диагноз заболеваний почек с помощью лазера. Точнее, исследуя химический состав кожи по спектрам. Они в течение одной минуты светят пациентам на предплечье лазером и получают оптическую биопсию участка кожи.

Если человек болен, то в тканях организма откладываются определенные вещества. Используя спектральные методы, ученые узнают химический состав кожи и могут понять, болен человек или нет. Поскольку, говоря просто, больные клетки по "оттенку" отличаются от здоровых.

Доцент кафедры лазерных и биотехнических систем Самарского университета имени С.П. Королева Иван Братченко получил на проведение этих исследований президентский грант. И на сегодня, рассказывает он, по новой методике обследовано уже 85 пациентов.

- Мы продемонстрировали, что точность предлагаемого анализа может быть очень высокой, для разных возрастных групп - до 96-98 процентов, - рассказывает исследователь. - Преимущество метода заключается в том, что, в отличие от других способов диагностики, не требуется ни оперативного вмешательства, ни забора крови и других инвазивных процедур. Предлагаемый подход в считаные минуты позволяет сказать, развиваются ли у пациента болезни почек, а также никак не вредит пациенту.

- Возможности применения неинвазивных или малоинвазивных методов диагностики в медицине в ближайшей перспективе велики, особенно в условиях распространения новой коронавирусной инфекции, - поясняет проректор по научной работе Самарского государственного медицинского университета, главный внештатный специалист по гематологии министерства здравоохранения Самарской области Игорь Давыдкин. - Они позволяют с минимальными экономическими затратами быстро заподозрить в ранние сроки целый ряд заболеваний, для которых своевременная диагностика и лечение имеют первостепенное значение. А поскольку метод может применяться и дистанциионно, это будет полезно, например, при диспансеризации населения отдаленных районов.

Новая методика позволяет выявить незначительное изменение белкового состава крови, что является одним из ранних проявлений некоторых онкологических заболеваний

Ученые Самарского университета недавно создали и способ быстрой диагностики рака с помощью малоинвазивного метода - Рамановской спектроскопии (названной так в честь индийского физика Ч. Рамана). Это метод, основанный на взаимодействии света с веществом. Он позволяет получить представление о структуре материала или его характеристиках. Обычно Рамановская спектроскопия используется в химии для получения структурных отпечатков, по которым можно идентифицировать молекулы. Зная, как именно происходит это взаимодействие, медики могут поставить диагноз. И самое главное - нет надобности возить анализы в лабораторию, диагноз можно поставить за несколько минут на портативном оборудовании, которое помещается в небольшой чемоданчик.

Ученые светят лазером на каплю крови, а потом смотрят, как изменяются фотоны после взаимодействия с веществом. Полученные спектральные показатели анализируют и сводят воедино с помощью математической модели.

Так медики видят конкретный тип молекул и их концентрацию в тканях. Спектральное распределение, объясняют ученые, можно сравнить с отпечатком пальца: криминалисты по нему с точностью вычисляют человека, а ученые, рассматривая спектр, понимают, какие молекулы его дали, и могут по капле крови поставить диагноз. По новой методике его успешно поставили уже 200 пациентам с онкологическими заболеваниями.

Сегодня уже доказано, что Рамановская спектроскопия является одним из наиболее чувствительных методов анализа химических изменений в биологических жидкостях, подтверждает Игорь Давыдкин.

- Она позволяет выявить даже незначительное изменение белкового состава крови, что является одним из ранних проявлений такого, например, онкологического заболевания, как множественная миелома, - говорит проректор. - При этом клиническое проявление заболевания может еще отсутствовать.

Другим очень показательным примером является определение уровня гемоглобина в крови. Рамановская спектроскопия и здесь позволяет быстро помочь врачу определить снижение этого показателя при развитии анемии. Причем метод прост и удобен для использования врачами первичного звена здравоохранения - как в поликлиниках, так и на этапе оказания скорой и неотложной помощи.

Пока он является дополнительным инструментом диагностики, так как требуется время для создания необходимой доказательной базы, позволяющей его ввести в национальные стандарты диагностики, отмечает Игорь Давыдкин. Но у метода, по его мнению, большое будущее.