В первом исследовании по тестированию изобретения в операционной, «iKnife» со 100-процентной точностью диагностировал образцы тканей у 91 пациента, мгновенно предоставляя информацию, на выявление которой обычно уходит до получаса с помощью лабораторных тестов.Результаты исследований исследователей Имперского колледжа Лондона опубликованы сегодня в журнале Science Translational Medicine. Исследование финансировалось Имперским центром биомедицинских исследований Национального института медицинских исследований (NIHR), Европейским исследовательским советом и Венгерским национальным бюро исследований и технологий.При раке с участием солидных опухолей удаление рака хирургическим путем, как правило, является лучшей надеждой на лечение.
Обычно хирург удаляет опухоль с небольшим отрывом от здоровой ткани. Однако часто невозможно определить на глаз, какая ткань является злокачественной. Каждому пятому пациенту с раком груди, перенесшему операцию, требуется вторая операция для полного удаления рака.
В случае сомнений удаленная ткань отправляется в лабораторию для исследования, пока пациент остается под общим наркозом.IKnife основан на электрохирургии — технологии, изобретенной в 1920-х годах и широко используемой сегодня.
Электрохирургические ножи используют электрический ток, чтобы быстро нагреть ткань, разрезая ее и минимизируя кровопотерю. При этом они испаряют ткань, создавая дым, который обычно отсасывается системами экстракции.Изобретатель iKnife, доктор Золтан Такатс из Имперского колледжа Лондона, понял, что этот дым будет богатым источником биологической информации.
Чтобы создать iKnife, он подключил электрохирургический нож к масс-спектрометру, аналитическому инструменту, используемому для определения того, какие химические вещества присутствуют в образце. Различные типы клеток производят тысячи метаболитов в разных концентрациях, поэтому профиль химических веществ в биологическом образце может раскрыть информацию о состоянии этой ткани.
В новом исследовании ученые сначала использовали iKnife для анализа образцов тканей, собранных у 302 хирургических пациентов, записав характеристики тысяч раковых и незлокачественных тканей, включая опухоли головного мозга, легких, груди, желудка, толстой кишки и печени, чтобы создать справочная библиотека. IKnife работает, сопоставляя свои показания во время операции со справочной библиотекой, чтобы определить, какой тип ткани разрезается, давая результат менее чем за три секунды.
Затем технология была перенесена в операционную для проведения анализа в режиме реального времени во время операции. Во всех 91 тесте тип ткани, идентифицированный iKnife, соответствовал послеоперационной диагностике, основанной на традиционных методах.
Пока iKnife тестировался, хирурги не могли увидеть результаты его показаний. Исследователи надеются провести клиническое испытание, чтобы увидеть, может ли предоставление хирургам доступа к анализу iKnife улучшить результаты лечения пациентов.
«Эти результаты являются убедительным доказательством того, что iKnife может применяться в широком спектре хирургических вмешательств при раке», — сказал д-р Такатс. «Он дает результат почти мгновенно, позволяя хирургам выполнять процедуры с уровнем точности, который раньше был невозможен. Мы считаем, что он может снизить частоту рецидивов опухоли и позволить большему количеству пациентов выжить».Хотя текущее исследование сосредоточено на диагностике рака, доктор Такатс говорит, что iKnife может идентифицировать многие другие особенности, такие как ткани с недостаточным кровоснабжением или типы бактерий, присутствующих в тканях.
Он также проводил эксперименты, используя его, чтобы отличить конину от говядины.Профессор Джереми Николсон, руководитель отделения хирургии и рака Имперского колледжа Лондона, который является соавтором исследования, сказал: «iKnife — это одно из проявлений нескольких передовых технологий химического профилирования, разработанных в наших лабораториях, которые способствуют принятию хирургических решений. и диагностика в режиме реального времени. Эти методы являются частью новой системы оптимизации поездок пациентов, которую мы создаем в Imperial, чтобы помочь врачам диагностировать болезни, выбирать лучшие методы лечения и отслеживать прогресс отдельных пациентов в рамках нашего индивидуального плана медицинского обслуживания ».
Лорд Дарзи, профессор хирургии Имперского колледжа Лондона, который также является соавтором исследования, сказал: «В хирургии рака вы хотите удалить как можно меньше здоровых тканей, но вы должны убедиться, что вы удалили все раковые клетки. . Существует реальная потребность в технологии, которая могла бы помочь хирургу определить, какую ткань вырезать, а какую оставить. Это исследование показывает, что iKnife имеет потенциал для этого, и его влияние на хирургию рака может быть огромным ».Лорд Хау, министр здравоохранения, сказал: «Мы хотим быть в числе лучших стран в мире по лечению рака и знать, что новые технологии могут спасти жизни.
IKnife может снизить потребность в людях, нуждающихся во вторичных операциях по поводу рака, и улучшить ситуацию. точность, и я рад, что мы смогли поддержать работу исследователей Имперского колледжа Лондона. Этот проект еще раз показывает, как государственное финансирование выводит Великобританию на передний план ведущих мировых исследований в области здравоохранения ».