Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Sztuczny nos pomaga neurochirurgom zidentyfikować w czasie rzeczywistym tkankę nowotworową

Recommended Posts

Opracowany na Uniwersytecie w Tampere sztuczny nos pomaga neurochirurgom zidentyfikować w trakcie operacji tkankę nowotworową i precyzyjniej usunąć guzy. Wyniki badań ukazały się właśnie w Journal of Neurosurgery.

Resekcja elektrochirurgiczna z wykorzystaniem takich narzędzi, jak nóż elektrochirurgiczny z koagulatorem czy diatermia chirurgiczna, jest obecnie bardzo rozpowszechniona w neurochirurgii. Niszczone tkanki są rozpraszane w postaci dymu operacyjnego.

Dzięki metodzie opracowanej na Uniwersytecie w Tampere dym chirurgiczny trafia do systemu pomiarowego, który identyfikuje złośliwą tkankę i odróżnia ją od tkanki zdrowej.

W obecnej praktyce klinicznej złotym standardem śródoperacyjnej identyfikacji guza jest badanie histopatologiczne z brzegów resekcji [ang. frozen sections] - opowiada Ilkka Haapala. Patolog ogląda wycinek pod mikroskopem, a później powiadamia o wyniku zespół operacyjny.

Nasza metoda zapewnia obiecującą metodę identyfikacji złośliwej tkanki w czasie rzeczywistym. Pozwala też badać kilka próbek z różnych punktów guza. Dodatkowym plusem [sztucznego nosa] jest to, że można go podłączyć do aparatury już obecnej na sali operacyjnej.

Fińska technologia bazuje na różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów DMS (od ang. differential mobility spectrometry).

W ramach studium przeanalizowano 694 próbki tkanek; pobrano je z 28 guzów mózgu i okazów kontrolnych.

W skład wykorzystanego do eksperymentów sztucznego nosa wchodzi system uczenia maszynowego, który analizuje związki lotne za pomocą technologii DMS, a także nóż elektrochirurgiczny.

Biorąc pod uwagę wszystkie próbki, trafność klasyfikacyjna systemu sięgała 83%. W warunkach zawężonej analizy, kiedy glejaki porównywano do próbek kontrolnych, trafność klasyfikacyjna systemu wzrastała już jednak do 94% (czułość wynosiła 97%, a specyficzność 90%).


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obecnie wstępną diagnozę nowotworów mózgu wykonuje się na podstawie badań obrazowych, jednak diagnoza szczegółowa, określająca np. konkretny rodzaj nowotworu, wymaga wykonania biopsji. Możliwość nieinwazyjnego zdiagnozowania nowotworu, oznaczałaby olbrzymi postęp w walce z nowotworami mózgu.
      Grupa naukowców Farshad Nassiri, Ankur Chakravarthy i ich koledzy z University of Toronto, we współpracy z amerykańskimi kolegami, informują na łamach Nature Medicine o opracowaniu wysoce czułego testu z krwi, który pozwala dokładnie diagnozować i klasyfikować różne typy guzów mózgu. Test opiera się na najnowszych odkryciach naukowych, dzięki którym wiemy, że profile metylacji DNA w plazmie są wysoce specyficzne dla różnych guzów i pozwalają na odróżnienie od siebie guzów pochodzących od tych samych linii komórkowych.
      Gdybyśmy dysponowali lepszą i bardziej wiarygodną metodą diagnozowania i klasyfikowania podtypów guzów, moglibyśmy zmienić sposób opieki nad pacjentem, mówi doktor Gelareh Zadeh, szefowa chirurgii onkologicznej w Cancer Care Ontario. To zaś miałoby olbrzymi wpływ na planowanie i przebieg leczenia.
      Jeden z autorów, doktor Danel De Carvalho, specjalizuje się w badaniu wzorców metylacji DNA. Kierowane przez niego laboratorium już wcześniej opracowało metodę badania wzorców metylacji za pomocą płynnej biopsji. Teraz, na potrzeby najnowszych badań, naukowcy porównali dane ze szczegółowych analiz tkanek nowotworów mózgu 221 pacjentów, z badaniem swobodnie krążącego DNA nowotworowego (ctDNA) obecnego w osoczu tych osób. Dzięki temu byli w stanie połączyć konkretne podtypy guzów mózgu z ctDNA krążącym we krwi. Następnie na tej podstawie opracowali algorytm, który klasyfikuje nowotwory mózgu wyłącznie na podstawie ctDNA.
      Jak zauważa doktor Zadeh, wcześniej nie było możliwe diagnozowanie nowotworów mózgu na podstawie badań krwi ze względu na istnienie bariery mózg-krew. Jednak nasz test jak tak czuły,że wykrywa we krwi nawet minimalne sygnały świadczące o istnieniu nowotworu. Mamy teraz nową nieinwazyjną metodę, która pozwala na wykrywanie i klasyfikowanie guzów mózgu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas operacji guza mózgu 53-letnia Dagmar Turner grała na skrzypcach. W ten sposób neurochirurdzy z King's College London (KCL) upewniali się, że nie zostaną uszkodzone tak ważne dla muzyka obszary odpowiedzialne za drobne ruchy dłoni i koordynację.
      Po napadzie padaczkowym w 2013 r. u kobiety zdiagnozowano wolno rosnącego glejaka. Była specjalistka ds. zarządzania z Isle of Wight, która gra w Isle of Wight Symphony Orchestra i udziela się w różnych towarzystwach chóralnych, przeszła biopsję i poddała się radioterapii w lokalnym szpitalu specjalistycznym. Gdy jesienią 2019 r. stało się jasne, że guz urósł i stał się bardziej agresywny, Dagmar zaczęła się skłaniać ku operacji. By omówić dostępne opcje, umówiła się na wizytę u polecanego specjalisty - prof. Keyoumarsa Ashkana z KCL.
      Guz Dagmar był zlokalizowany w prawym płacie czołowym, blisko obszaru kontrolującego drobne ruchy lewej dłoni. Dagmar opowiedziała o swojej miłości do skrzypiec profesorowi, który również jest pasjonatem muzyki (Ashkan ma wykształcenie nie tylko medyczne, ale i muzyczne i jest wytrawnym pianistą).
      By wyjść naprzeciw oczekiwaniom pacjentki, zespół z King's College London opracował plan. Przed operacją przez 2 godziny opracowywano szczegółową mapę jej mózgu, by dokładnie określić obszary aktywne w czasie gry na skrzypcach oraz regiony odpowiedzialne za motorykę i funkcje językowe. Kobieta wyraziła też zgodę na wybudzenie w trakcie zabiegu, by mogła zagrać na instrumencie. W ten sposób można się było upewnić, że nie ulegną uszkodzeniu rejony kluczowe dla kontroli delikatnych ruchów dłoni.
      King's to jeden z największych ośrodków leczenia guzów mózgu w Wielkiej Brytanii. Każdego roku przeprowadzamy około 400 resekcji, które często wiążą się z wybudzaniem chorych, by przeprowadzić testy językowe. To jednak pierwszy raz, gdy miałem pacjenta grającego na instrumencie. Wiedzieliśmy, że gra na skrzypcach jest ważna dla Dagmar, dlatego tak istotne było zachowanie funkcji delikatnych obszarów mózgu, które na to pozwalają. Udało nam się usunąć ponad 90% guza [...] i zachować pełną sprawność lewej dłoni.
      Skrzypce to moja pasja. Gram, odkąd skończyłam 10 lat. Na myśl o tym, że mogłabym stracić tę zdolność, pękało mi serce, ale będący muzykiem profesor Ashkan rozumiał moje obawy. Zaplanowano wszystko, od mapowania mózgu po ułożenie w czasie operacji, tak by pacjentka mogła grać na skrzypcach. Dzięki nim mam nadzieję, że bardzo szybko wrócę do mojej orkiestry.
      Trzy dni po operacji Dagmar czuła się na tyle dobrze, że można ją było wypisać do domu. Będzie się znajdować pod opieką lokalnego szpitala.
      W tym miejscu warto przypomnieć o przypadku Roberta Alvareza, który podczas operacji usuwania gwiaździaka w 2018 r. w MD Anderson Cancer Center grał z kolei na gitarze. Także w USA, tym razem w Mayo Clinic, odbyła się operacja, podczas której do wzgórza cierpiącego na drżenie samoistne Rogera Frischa z Minnesota Orchestra wszczepiano elektrody do głębokiej stymulacji mózgu. Ponieważ drżenia były delikatne, lekarzom trudno byłoby stwierdzić, czy elektrody znajdują się w najlepszym możliwym miejscu. Rozwiązaniem okazało się uwzględnienie gry na skrzypcach w planie operacji. Zespół inżyniera Kevina Benneta opracował instrument, na którym Frisch mógłby wtedy grać (zaprojektowano mocowany do smyczka akcelerometr).
       

       

       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy 30 sierpnia bieżącego roku prezydent Trump opublikował na Twitterze wpis dotyczący wypadku, jaki miał miejsce w irańskim Porcie Kosmicznym im. Imama Chomeiniego w pobliżu Semnan, specjaliści natychmiast zwrócili uwagę na wysokiej jakości fotografię dołączoną do wpisu. Zastanawiano się, czy wykonał je dron, samolot czy też satelita.
      Niektórzy odrzucili hipotezę o satelicie argumentując, że zdjęci jest zbyt szczegółowe jak na wykonane z kosmosu. Jednak już 2 dni po wpisie prezydenta, osoba amatorsko zajmująca się śledzeniem satelitów opublikowała szczegółową analizę, wskazującą, który satelita wykonał fotografię. Okazało się, że swoim wpisem prezydent ujawnił możliwości jednego z tajnych satelitów szpiegowskich.
      Z analizy wynika, że fotografia została wykonana przez jednego z KH-11 EVOLVED ENHACED CRYSTAL. To szpiegowskie satelity należące do US National Reconnaissance Office (NRO). Urządzenia te przypominają teleskop Hubble'a i wiadomo, że są wyposażone w lustro o średnicy 2,4 metra. Teoretycznie mogą z orbity sfotografować obiekt o rozmiarach nie przekraczających 10 centymetrów.
      Dokładna lokalizacja Portu Chomeiniego jest znana, wiadomo też, na jakiej wysokości nad poziomem morza się znajduje. Na podstawie rozkładu cieni można było określić, że fotografię wykonano pomiędzy godziną 9 a 10 czasu uniwersalnego. Na podstawie zniekształceń obrazu określono azymut satelity w momencie wykonania zdjęcia. Teraz wystarczyło tylko sprawdzić, który satelita mógł wykonać takie zdjęcie. Okazało się, że zostało ono zrobione przez urządzenie USA 224 (2011-002A). Ten tajny szpiegowski satelita jest znany amatorom śledzącym ruch tego typu obiektów. Dzięki regularnym obserwacjom można było stwierdzić, że wykonał on fotografię 29 sierpnia o godzinie 9:43:47 UT.
      Wszystko wskazuje na to, że prezydent Trump wykazał się co najmniej sporą nieroztropnością publikując fotografię. A właściwie fotografię fotografii, bo z analizy wynika, że prezydent otrzymał wydruk i zrobił mu zdjęcie telefonem komórkowym. W 1984 roku analityk wywiadu USA Navy poszedł do więzienia za ujawnienie prasie trzech zdjęć wykonanych przez jednego z satelitów KH-11. Pokazanie takich zdjęć zdradza bowiem przeciwnikowi istotne dane na temat możliwości satelity.
      Dotychczas opinia publiczna miała tylko trzykrotnie okazję zobaczyć zdjęcia z KH-11. Trzeci przypadek ich ujawnienia miał miejsce wraz z publikacją materiałów ujawnionych przez Snowdena.
      Warto w tym miejscu przypomnieć, że przed 6 laty NRO przekazało NASA dwa nieużywane teleskopy klasy Hubble'a. Niewykluczone, że KH-11 są wyposażone w takie właśnie teleskopy. A raczej były wyposażane, gdyż, jak słusznie zwrócił uwagę jeden z naszych czytelników: skąd (za jakie pieniądze) oni wzięli 2 teleskopy wielkości Hubble'a oraz czym teraz dysponują skoro oddają „złom” naukowcom.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Latem zeszłego roku Jeff Weakley z Florydy zauważył wybrzuszenie na swojej stopie. Ponieważ ostatnimi czasy więcej biegał, myślał, że to pęcherz. Początkowo w ogóle się tym nie przejął, ale gdy zmiana nadal rosła, otworzył ją i ku swojemu zaskoczeniu znalazł fragment zęba rekina, który ugryzł go w 1994 r. podczas surfowania przy Flagler Beach.
      Najpierw Weakley chciał sobie zrobić z fragmentu zęba wisiorek, w pewnym momencie przeczytał jednak, że analizując DNA z zęba wyjętego z nogi ofiary, naukowcy z Florida Program for Shark Research zidentyfikowali gatunek rekina odpowiedzialnego za pogryzienie u wybrzeży stanu Nowy Jork. Pomysł z wisiorkiem został więc błyskawicznie zarzucony i Weakley skontaktował się z Florydzkim Muzeum Historii Naturalnej.
      Byłem bardzo podekscytowany możliwością identyfikacji rekina, bo zawsze chciałem wiedzieć [co mnie wtedy ugryzło]. Przez chwilę się wahałem, bo pomyślałem, że mogą mi powiedzieć, że padłem ofiarą makreli albo ryby z rodziny belonowatych, a to byłoby naprawdę upokarzające.
      Koniec końców okazało się jednak, że mężczyzna został ugryziony przez żarłacza czarnopłetwego (Carcharhinus limbatus).
      Choć tak naprawdę właściwie nikt nie był zaskoczony wynikiem (gdy do pogryzienia dochodzi na Florydzie, często odpowiada za nie właśnie C. limbatus), czymś niespodziewanym okazał się stan samego DNA. Przez ponad 24 lata układ odpornościowy Weakleya powinien je zniszczyć, dlatego Gavin Naylor i Lei Yang, menedżer jego laboratorium, oceniali szanse na powodzenie przedsięwzięcia jako bardzo małe lub żadne. Okazało się jednak, że byli w błędzie.
      Najpierw Yang oczyścił ząb, usunął część szkliwa i wyskrobał miazgę. Potem wyekstrahował z tkanki DNA i je oczyścił. Po kilku kolejnych etapach wstępnej obróbki porównał docelowe sekwencje z 2 bazami danych genetycznych rekinów i płaszczek. W ten sposób okazało się, że Weakley, wydawca magazynu Florida Sportsman, padł ofiarą żarłacza czarnopłetwego.
      Ponieważ w ok. 70% przypadków nie wiadomo, jaki gatunek dopuścił się pogryzienia, pozyskanie dokładniejszych danych pozwoliłoby opracować nowe strategie unikania takich sytuacji - podkreśla Yang.
      Po wypadku Weakley bardzo szybko, bo w ciągu paru tygodni, wrócił do wody. Zabezpieczał tylko stopę wodoodpornym bandażem i specjalnym butem. Po ćwierćwieczu co tydzień surfuje i łowi ryby, a napotkane rekiny traktuje jak psy, które potrafią dopiec w czasie joggingu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy pracujący pod kierunkiem doktora Daniela De Carvalho z Princess Margaret Cancer Centre połączyli płynną biopsję, zmiany epigenetyczne oraz uczenie maszynowe i opracowali na tej podstawie test z krwi, który pozwala na wykrycie i sklasyfikowanie nowotworów na ich wczesnym etapie rozwoju.
      Jesteśmy bardzo podekscytowani. Jednym z głównych problemów w leczeniu nowotworów jest ich wczesna diagnostyka. Na wczesnych etapach choroby to jak poszukiwanie igły w stogu siana, gdyż ilość nieprawidłowego DNA we krwi jest minimalna, mówi De Carvalho.
      Prowadzony przez niego zespół naukowy skupił się nie na mutacjach DNA, a na zmianach epigenetycznych, dzięki czemu był w stanie zidentyfikować tysiące takich zmian unikatowych dla każdego nowotworu. Później, korzystając z metod analizy dużych zestawów danych i maszynowego uczenia się stworzyli zestaw cech charakterystycznych pozwalających na zidentyfikowanie nieprawidłowego DNA i określenie, z jakiego typu nowotworu pochodzi. W ten sposób problem „igły w stogu siana” został zamieniony w problem „tysięcy igieł w stogu siana”. Nowe podejście pozwala na znacznie łatwiejsze zidentyfikowanie choroby.
      Technikę przetestowano początkowo na próbkach od 300 pacjentów, u których nowotwory występowały w sumie w 7 różnych miejscach (płuca, trzustka, piersi, szpik, pęcherz moczowy, nerki oraz okrężnica) i porównano je z próbkami od zdrowych osób. Okazało się, że w każdym przypadku udało się prawidłowo zidentyfikować nowotwór. Od czasu pierwszego testu badania powtórzono i już w sumie sprawdzono działanie nowej techniki na ponad 700 próbkach.
      Następnym krokiem jest przeprowadzenie eksperymentów na większą skalę. Zespół De Carvalho chce teraz sprawdzić swoją technikę na tysiącach próbek pozyskanych od osób, których krew została pobrana na miesiące a nawet lata przed zdiagnozowaniem u nich nowotworu.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...