Британские ученые из Университета Ноттингема создали первый в мире зонд для визуализации клеточной структуры внутри человеческого тела. Устройство, которое объединяет лазеры и звуковые волны в оптическом волокне толщиной не больше человеческого волоса, можно использовать вместе со стандартными эндоскопами для выявления аномалий в клетках, указывающих на рак. Волоконно-оптический ультразвуковой датчик должен стать решением некоторых проблем клеточной визуализации в медицине. Сейчас она требует габаритного и сложного оборудования, зачастую также — флуоресцентных химических меток, которые в достаточно больших дозах могут вредить организму пациента.
«Методы, позволяющие измерить жесткость опухолевой клетки, были реализованы с помощью лабораторных микроскопов, но эти мощные инструменты громоздки, неподвижны и не адаптируются к клиническим условиям, в которых находится пациент», — говорит член команды д-р Сальваторе Ла Кавера III. — Ультразвуковая технология в наномасштабе в эндоскопическом качестве готова совершить этот скачок».
Поэтому британские ученые предлагают использовать пару лазеров, один из которых с помощью металлического слоя на кончике волокна преобразован в высокочастотный излучатель звуковых частиц. Эти фононы распространяются по тканям, вызывая рассеяние звуковых волн, которые затем сталкиваются со вторым лазером. Анализируя эти столкновения, система визуализирует форму звуковых волн. Это позволяет раскрыть важные свойства клеток, через которые проходил звук.
В частности, медики могут понять геометрию и жесткость подкожных тканей. Эти параметры могут служить индикатором рака. В отличие от мануального обследования, ультразвук создает 3D-карту клеток с похожим или даже большим уровнем детализации, чем изображения, полученные под микроскопом.
Крошечное устройство визуализации можно подключить к одному оптоволокну или интегрировать в пучки из 10-20 000 волокон, используемых в обычных эндоскопах. Эти устройства состоят из тонких трубок, оснащенных лампами и камерами, которые можно вставить в тело для поиска признаков болезни, и команда надеется, что, объединив их со своим новым датчиком, они откроют новые возможности в области клинической диагностики.
