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
      Przed około 13 200 laty na północnym wschodzie stanu Indiana samotny mastodont zginął podczas walki o samice. Rywal zabił go przebijając swoim potężnym ciosem prawą stronę czaszki. Zachowany w 80% szkielet Bueschinga, bo tak został nazwany zabity, odkryto w 1998 roku w torfowisku w pobliżu Fort Wayne. Teraz, dzięki analizie ciosów wiemy, że 8-tonowy mastodont poniósł śmierć około 160 kilometrów na północ od swoich rodzinnych terenów. I opuszczał je nie po raz pierwszy.
      To unikatowe badania, podczas których jako pierwsi pokazaliśmy doroczną lądową migrację konkretnego osobnika z wymarłego gatunku, mówi jeden ze współautorów, paleoekolog Joshua Miller z University of Cincinnati.
      Północno-wschodnia Indiana była ulubionym terenem godowym Bueschinga, który przybywał tam przez ostatnie 3 lata swojego życia. Byk wędrował też po obszarach południowego i środkowego Michigan. Dzięki nowym technikom modelowania i narzędziom geochemicznym byliśmy w stanie wykazać, że wielkie mastodonty jak Buesching migrowały każdego roku na tereny godowe, dodaje Miller.
      Współautor obecnych badań, paleontolog profesor Daniel Fisher z University of Michigan, brał przed 24 laty w wydobywaniu szkieletu Bueschinga. To on pobrał próbkę z 3-metrowego prawego ciosu zwierzęcia. Próbka ta została wykorzystana do przeprowadzenia analiz izotopowych. Pozwoliła ona na zbadanie dwóch kluczowych okresów życia mastodonta, wieku dojrzewania i ostatnich lat dorosłości. Dzięki niej wiemy, że Buesching zginął w wieku 34 lat. W tym ciosie mamy zapis całego życia, mówi Fisher, który od 40 lat specjalizuje się w badaniach mastodontów i mamutów. Wzrost i rozwój zwierzęcia, podobnie jak historia zmian zachowania i użytkowania terenu są zapisane w strukturze i składzie ciosów.
      Rodzime tereny Bueschinga znajdowały się prawdopodobnie w centralnej Indianie. Podobnie jak dzisiejsze słonie, młody samiec pozostawał w pobliżu domu do czasu, aż w okresie dojrzewania oddzielił się od stada, na czele którego stała samica. Jako samotny dorosły Buesching podróżował dalej i częściej. Z badań wynika, że w ciągu miesiąca mógł oddalać się od swojego rodzimego terenu o 30 kilometrów. Gdy zaś rozpoczynało się lato, wędrował daleko na północ, do północno-wschodniej Indiany, gdzie prawdopodobnie znajdowały się tereny godowe. Za każdym razem, gdy robiło się gorąco, Buesching szedł w to samo miejsce. Mamy tutaj niespodziewanie wyraźny sygnał tych wędrówek, cieszy się Miller.
      Dotychczas mogliśmy się domyślać, że w surowym klimacie plejstocenu zmiany pór roku i związane z nimi sezonowe zachowania, jak migracje, były prawdopodobnie podstawą sukcesu reprodukcyjnego wielkich ssaków. Jednak niewiele wiemy o tym, jak wyglądały zasięgi geograficzne tych migracji, jak zmieniały się wraz z sezonami czy osiągnięciem dojrzałości przez zwierzęta. Teraz analizy stosunków izotopu strontu i tlenu w ciosach rzucają nowe światło na migracje paleolitu.
      Mastodonty, podobnie jak mamuty i słonie, należą do trąbowców. Zwierzęta te posiadają wyrastające z czaszki ciosy. Każdego roku na ciosach pojawia się nowa warstwa wzrostu, nakładająca się na poprzednią, tworząc naprzemienny jaśniejszy i ciemniejszy wzór. Ten wzrost ciosów można porównać do słojów w drewnie. Z tą różnicą, że w przypadku drzewa nowa warstwa tworzy się pod korą, zatem po zewnętrznej stronie pnia, a u trąbowców nowe warstwy pojawiają się od strony czaszki. Zatem w pobliżu czubka ciosu mamy zapis pierwszych lat życia zwierzęcia, a przy czaszce – lat ostatnich.
      Mastodonty były roślinożercami. Gdy rosły, związki chemiczne z pożywienia i wody były wbudowywane w ich tkanki, w tym w ciosy. Izotopy strontu i tlenu zawarte w poszczególnych warstwach wzrostu ciosów pozwoliły na opisanie podróży Bueschinga w latach dojrzewania i dorosłości. Naukowcy pobrali i przeanalizowali 36 próbek z okresu dojrzewania, czyli z czasu gdy samiec opuszczał swoje stado i rozpoczynał samotne życie. Kolejnych 30 próbek pobrano z ostatniego okresu życia.
      Izotopy strontu wskazują na obszar, w którym zwierzę przebywało, a izotopy tlenu na porę roku. A jako że pobrano je z tych samych warstw ciosu, naukowcy mogli dokładnie określić, gdzie Buesching przebywał w konkretnej porze każdego roku i ile miał lat, w chwili odbywania każdej z podróży. Tak zebrane dane nałożono na specjalny model przestrzenny, który pozwolił naukowcom na określenie, jak daleko Buesching się przemieszczał i jakie było prawdopodobieństwo, że przebywał w różnych możliwych lokalizacjach w danym czasie.
      Geochemia izotopów strontu to narzędzie przyszłości w paleontologii, archeologii, ekologii historycznej, a nawet w biologii śledczej. To kwitnąca dziedzina nauki. My ledwie dotknęliśmy możliwości, jakie ona daje, mówi Miller. Uczeni mają teraz zamiar przeprowadzić podobne badania na innym mastodoncie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Polskie konsorcjum opracowało Mobilną Platformą Kryminalistyczną (MPK) do szybkiego zbierania i analizowania danych z miejsca ataku terrorystycznego czy katastrofy. Składa się ona z 6 modułów, które umożliwiają dokumentowanie miejsca zdarzenia, wykonanie badań biologicznych i daktyloskopijnych, analizy zabezpieczonych telefonów komórkowych i nagrań z monitoringu oraz rekonstrukcję zdarzeń na podstawie danych balistycznych.
      W skład konsorcjum wchodziły Politechnika Warszawska, Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych (lider), Wojskowe Zakłady Łączności Nr 1 SA i spółka Hagmed.
      MPK jest laboratorium kryminalistycznym zainstalowanym w rozkładanym kontenerze. Może być zasilana z sieci energetycznej lub przez autonomiczny system z wbudowanym agregatem prądotwórczym i układem podtrzymywania napięcia. Platformę wyposażono w układ samopoziomowania, a także automatyczną klimatyzację i wentylację.
      Dzięki modułowi do dokumentowania miejsca zdarzenia można stworzyć mapę terenu. Wykorzystywane są do tego skanowanie laserowe 3D i fotografie wykonywane przez dron.
      Moduł do badań biologicznych pozwala na ustalenie profilu DNA sprawcy i/lub ofiar. Posiadając zabezpieczony przedmiot z miejsca zdarzenia, można pobrać z niego próbkę DNA, określić jej profil i przesłać go do przeszukania w kryminalistycznych bazach danych (Baza DNA). Możliwe jest również stworzenie lokalnej bazy eliminacyjnej osób biorących udział w oględzinach. To pozwala oddzielić ich ślady od śladów dowodowych pochodzących od sprawców i ofiar katastrofy - wyjaśniono w komunikacie prasowym Politechniki Warszawskiej (PW).
      Moduł do badań daktyloskopijnych służy do ujawnienia śladów na zabezpieczonym przedmiocie i przesłania ich do przeszukania w bazach danych (ang. Automated Fingerprint Identification System, AFIS). Tak jak w module do badań biologicznych, możliwe jest stworzenie bazy eliminacyjnej.
      Głównym zadaniem Mobilnej Platformy Kryminalistycznej jest udzielenie wsparcia grupom śledczym dokonującym oględzin rozległego i skomplikowanego pod względem kryminalistycznym miejsca zdarzenia bezpośrednio w jego sąsiedztwie. Mobilne laboratorium kontenerowe, bez względu na jego konfigurację, nie jest w stanie w pełni zastąpić stacjonarnego laboratorium kryminalistycznego, ale daje możliwość szybkiej weryfikacji wytypowanego materiału dowodowego - wyjaśnia dr hab. inż. Jędrzej Mączak z PW.
      Ta wersja platformy jest dopasowana do szczegółowych wymagań policji, ale dzięki modułowej budowie można ją też konfigurować pod kątem potrzeb innych zamawiających.
      Projekt zdobył główną nagrodę na Międzynarodowych Targach Policji i Bezpieczeństwa Publicznego POLSECURE 2022.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W IV tysiącleciu przed naszą erą w Europie epoki brązu pojawiły się sztylety ze stopu miedzi. Szybko  rozprzestrzeniły się one po całym kontynencie, docierają do Wysp Brytyjskich i Irlandii. Naukowcy od dziesięcioleci spierają się, do czego sztylety te służyły. Dopiero teraz, dzięki opracowaniu nowej rewolucyjnej metody analizy, udało się odpowiedzieć na to pytanie.
      Sztylety takie często znajdowane są w bogato wyposażonych grobach mężczyzn, zwanych grobami wojowników. Dlatego też wielu specjalistów uznaje je za obiekty ceremonialne, które miały świadczyć o tożsamości i statusie zmarłego. Z kolei inni sądzą, że sztylety to broń lub narzędzia do rękodzieła. Spór taki istnieje, gdyż dotychczas brakowało specjalistycznych metod analiz stopów miedzi porównywalnych z metodami analiz wyrobów ceramicznych czy kamiennych.
      Międzynarodowy zespół naukowy, na którego czela stoi profesor Andrea Doflini oraz Isabella Caricola, oboje z Newcastle University, opracował taką metodę. Za jej pomocą pobrano pozostałości organiczne z 10 sztyletów ze stopu miedzi znalezionych w 2017 roku we włoskim Pregatto. W epoce brązu istniała tam osada, a sztylety datowane są na lata 1550–1250 p.n.e. Nowa metoda pozwoliła po raz pierwszy na stwierdzenie, do czego służyły takie sztylety.
      Naukowcy wykorzystali barwnik mikroskopowy Picro-Sirius Red (Czerwień Syriusza - kwas pikrynowy) do zabarwienia pozostałości organicznych na sztyletach. Następnie badali ze za pomocą różnych mikroskopów, w tym optycznych i skaningowych elektronowych. Dzięki temu stwierdzili, że na ostrzach pozostały resztki kolagenu i innych tkanek powiązanych z kośćmi, mięśniami i ścięgnami. To wskazuje, że miały kontakt z różnymi rodzajami tkanki zwierzęcej, zatem były używane do przetwarzania mięsa. Wydaje się, że służyły do zabijania zwierząt i dzielenia mięsa.
      Następnie przeprowadzono eksperymenty z replikami sztyletów wykonanymi przez doświadczonego kowala specjalizującego się w wytwarzaniu narzędzi z brązu. Eksperymenty wykazały, że takie sztylety rzeczywiście dobrze nadają się do obróbki mięsa, a resztki organiczne, które pozostały na replikach sztyletów, były podobne do tych, jakie pozostały na oryginałach.
      Odkrycie może nie tylko rozstrzygnąć spór o przeznaczenie sztyletów. Niezwykle ważne jest samo opracowanie nowatorskiej metody badawczej. Nasze badania wykazały, że możliwe jest wyodrębnienie i scharakteryzowanie śladów organicznych na starych metalach, co pozwala na poszerzenie zakresu materiałów, w przypadku których możemy prowadzić tego typu badania. To znaczący przełom, gdyż nowa metoda pozwoli na zbadanie wielu różnych narzędzi oraz broni ze stopu miedzi z całego świata. Otwiera to nieograniczone możliwości i pozwoli odpowiedzieć na olbrzymią liczbę pytań, cieszy się profesor Dolfini.
      Szczegółowe wyniki badani zostały opublikowane na łamach Scientific Reports.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Josef Käs z Uniwersytetu w Lipsku i Ingolf Sack z Charité-Universitätsmedizin Berlin wykazali, że rozprzestrzenianie się komórek nowotworu mózgu zależy zarówno od ich właściwości fizycznych, jak i biomechanicznych. Zdaniem naukowców, niewielka zmiana w elastyczności komórek glejaka – najbardziej niebezpiecznego z nowotworów mózgu – znacząco zmienia jego zdolność do przerzutowania.
      Sack jest chemikiem, a Käs fizykiem. Obaj specjalizują się w badaniu nowotworów, ale z różnej perspektywy. Sack bada mechaniczne właściwości tkanek, opracował technikę elastografii rezonansu magnetycznego, będącej połączeniem drgań o niskiej częstotliwości i rezonansu magnetycznego. Jest ona wykorzystywana do śledzenia postępów chorób. Z kolei Käs to optycznej pułapki, w której za pomocą laserów można deformować miniaturowe miękkie obiekty, jak komórki, badając ich elastyczność i zdolność do odkształcania się.
      Już przed dwoma laty obaj naukowcy zauważyli, że komórki glejaka są bardziej miękkie i mniej lepkie niż komórki nowotworowe guzów niezłośliwych. Jako, że glejaka trudno jest usunąć, gdyż wysuwa on niewielkie „macki” do otaczającej go tkanki, naukowcy zdali sobie sprawę, że rozprzestrzenianie się tego nowotworu może być napędzane wyłącznie prawami fizyki. Pojawianie się tego typu „macek” to bowiem dobrze znane zjawisko z fizyki płynów, gdy płyn o niskiej lepkości zostanie wprowadzony do innego płynu.
      Naukowcom udało się zrekrutować do badań ośmiu pacjentów, czterech z łagodnym guzem mózgu i czterech z guzami złośliwymi, w tym trzech z glejakiem. Wyniki badań zaskoczyły samych badaczy. Niezwykłą rzeczą był fakt, że właściwości mechaniczne pojedynczej komórki były odzwierciedlane we właściwościach mechanicznych całej tkanki, mówi Käs. Uzyskane dane wskazują jednak, na bardziej złożony obraz niż po prostu lepkie komórki tworzące lepki guz.
      Zgodnie z wcześniejszymi badaniami guzy złośliwe były bardziej miękkie i mniej lepkie niż guzy łagodne. Jednak, i to właśnie było zaskakujące, tworzące je komórki nie były mniej lepkie. Okazało się, że najważniejsza jest zdolność komórek do rozciągania i ich elastyczność. To ona była skorelowana ze zdolnością tkanki do „płynięcia”. Komórki guza, żeby się rozprzestrzeniać, musiały być zdolne do przeciskania się pomiędzy innymi komórkami. Zdaniem naukowców, to właśnie ta elastyczność, a nie lepkość, jest najważniejszym czynnikiem decydującym o zdolności tkanki do rozprzestrzeniania się.
      Komórki nowotworowe nie muszą dokonywać specjalnych zmian genetycznych, by rozpocząć proces „wysuwania macek”. Wystarczy, że mają odpowiednie właściwości mechaniczne. To wystarcza do bardzo inwazyjnego rozrostu tkanki, stwierdza Käs.
      Dokonane przez niemieckich uczonych odkrycie to jednocześnie z terapeutycznego punktu widzenia zła i dobra wiadomość. Zła, gdyż właściwości mechaniczne trudniej zaburzyć niż procesy molekularne. Dobrą zaś jest sam fakt, że poznaliśmy ten mechanizm. Jeśli zmiany fizyczne mogą spowodować, że guz staje się bardziej złośliwy, to mogą też doprowadzić do tego, że stanie się bardziej łagodny. Zrozumienie tego procesu może w przyszłości przyczynić się do rozwoju nowych terapii.
      Więcej na ten temat przeczytamy w piśmie Soft Matter.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół ze Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie przeprowadził pierwszą w Polsce operację guza mózgu metodą laserowej ablacji pod kontrolą rezonansu magnetycznego (MRI). Jak podkreślono na profilu placówki na Facebooku, to szansa dla pacjentów, którzy z uwagi na umiejscowienie nowotworu lub dodatkowe obciążenia zdrowotne nie uzyskują kwalifikacji do otwartej operacji.
      Innowacyjność tego małoinwazyjnego zabiegu polega na użyciu energii lasera do zniszczenia komórek nowotworowych położonych w głębokich strukturach mózgu, czyli trudno dostępnych chirurgicznie i wiążących się z dużym ryzykiem okołooperacyjnym. Dodatkowo cały proces uszkodzenia guza był kontrolowany za pomocą tzw. mapy termalnej, uzyskiwanej przy pomocy diagnostyki w środowisku rezonansu magnetycznego. Widzieliśmy dokładnie rozchodzenie się energii cieplnej w tkance guza i w mózgu – podkreślił dr Borys Kwinta, kierownik Oddziału Neurochirurgii i Neurotraumatologii.
      Dobę po operacji efekt był zadowalający - 82-letni pacjent czuł się dobrze, a jego stan neurologiczny się nie pogorszył. Przy pomocy rehabilitantów chory wstał już z łóżka.
      Zespół, który brał udział w operacji pacjenta z nowotworem mózgu, składał się z neurochirurgów, specjalistów anestezjologii, specjalistów radiologii, techników elektroradiologii, fizyków medycznych z Zakładu Diagnostyki Obrazowej oraz pielęgniarek.
       


      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...