Видеть пациента насквозь – это не метафора, а реалии уже ближайшего будущего. Такие разработки ведутся в Российском национальном исследовательском медицинском университете имени Н. И. Пирогова (РНИМУ). Рассказывают руководитель биомедицинского направления Александр Кузнецов и ведущий научный сотрудник РНИМУ Алексей Прохин.
На уровне клеток
Чем раньше будет начато лечение или профилактика, тем лучше прогноз. Поэтому так важно разработать технологии, по которым можно было бы определить: это состояние – начало заболевания. И такие методы уже есть.
Основаны они на изучении малейших изменений, происходящих в ядре живой клетки. Это ядро, в котором располагается генетический аппарат клетки, является своеобразным биологическим сенсором внешних воздействий на нее. Малейшие изменения в ядре отражают общую картину, которая происходит с клеткой: готова ли она к делению или, может, вообще через полчаса погибнет.
Изучают клетку с помощью аппаратного комплекса: это несколько микроскопов, программное обеспечение, ряд устройств, которые позволяют проводить дополнительные манипуляции с клетками и их детальное изучение. С одной стороны – этот метод не требует ни предварительной обработки клетки, ни применения дорогостоящих красителей. С другой – он универсальный, потому что его объектом является живая неокрашенная клетка. Благодаря этому можно изучать как здоровую клетку, так и затронутую патологией.
Клеточный инкубатор
Благодаря ему процедура ЭКО станет более индивидуализированной. Сегодня чашка Петри с эмбрионами пациента, в которой все и происходит, хранится в общем инкубаторе. В определенный момент врач достает ее, отбирает под микроскопом хорошие эмбрионы, отбраковывает плохие. Критерии, конечно, существуют, но все же процесс отбора достаточно субъективен. К тому же каждое обращение к чашке с эмбрионами – это лишняя манипуляция с клетками.
Клеточный же инкубатор предполагает, что в каждой его камере находится чашка Петри с эмбрионами конкретного пациента, куда подается определенная газовая смесь, а за эмбрионом идет наблюдение в режиме реального времени. Компьютерная программа позволяет следить, как происходит деление зиготы после оплодотворения, контролировать качество клеток. С помощью компьютера можно увидеть и оценить те изменения, которые произошли в отсутствие врача. Это позволит увеличить эффективность процедуры ЭКО.
Уже есть прототип инкубатора, сейчас он находится на испытаниях и по их завершению после финальной доработки он может использоваться в клинической практике.
Распечатать сердце
Программы по 3D-реконструкции и прототипированию – это одно из самых интересных и перспективных направлений. Берется серия снимков, полученных все с тех же КТ или МРТ, реконструируется, получается трехмерное изображение. И отправляется на печать, только в 3D-принтере вместо бумаги – пластик.
Благодаря биопринтингу можно «распечатать» модель, полученную из серии изображений любого органа, и в результате подержать в руках и изучить, допустим, трехмерную модель сердца.
Очки для хирурга
Это устройство в виде очков позволяет видеть объект с элементами дополненной реальности, то есть хирург будет видеть пациента на операционном столе в двух изображениях. Одно – реальное: вот пациент, вот участок тела, который необходимо оперировать. Второе изображение – это накладывающиеся на реальность трехмерные модели, реконструированные из снимков, благодаря чему хирург видит, где у пациента сосуды, нервы.
Можно сказать, врач видит пациента насквозь, что даст возможность выбрать верную тактику.
Хирургические очки состоят из блока визуализации – это два микродисплея, которые обеспечивают стереоизображение, и две видеокамеры для записи стереовидео или фото и блока управления. По сути это микрокомпьютер размером с мобильный телефон, который будет передавать аудио- и видеоинформацию.
