В начале июля 2024 года в Государственном научном центре РФ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России (ЭНЦ, Центр) специалистами Лаборатории эндокринной биофотоники разработано уникальное устройство поиска, идентификации и определения жизнеспособности околощитовидных желез для безопасной хирургии щитовидной железы, основанное на физических принципах биофотоники.
Каждый год в России проводится несколько десятков тысяч операций на щитовидной железе. Одним из наиболее частых осложнений этих операций является гипопаратиреоз, вызываемый случайным удалением, механическим повреждением или деваскуляризацией околощитовидных желез.
Околощитовидные железы (ОЩЖ) – органы внутренней секреции, регулирующие уровень кальция и фосфора в человеческом организме. Они вырабатывают паратиреоидный гормон, активно участвующий в поддержании адекватного уровня кальция в организме.
ОЩЖ имеют размер всего несколько миллиметров и находятся в жировой ткани, что затрудняет их визуальное обнаружение во время операции. Обычно хирург руководствуется своим опытом и знаниями для поиска ОЩЖ, но зачастую эти критерии недостаточно объективны.
Ранее проведенные исследования показали, что ОЩЖ обладают естественной аутофлуоресценцией в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне по сравнению с окружающими тканями. На этом свойстве могут быть основаны методики идентификации их во время операции.
Исходя из этого, перед специалистами «НМИЦ эндокринологии» стояла задача разработать эффективный метод идентификации и определения жизнеспособности ОЩЖ в ходе оперативного вмешательства.
Для решения этой задачи командой ученых Лаборатории эндокринной биофотоники (ЛЭБ) ГНЦ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» было разработано инновационное устройство, совмещающее несколько диагностических функций. Для обнаружения ОЩЖ использовано излучение ими света (автофлуоресценция), имеющее присущую этим железам специфику. В отличие от других типов тканей, автофлуоресценция ОЩЖ возникает при возбуждении в диапазоне длин волн 600-850 нанометров. Для оценки жизнеспособности ткани использован сигнал диффузного отражения света в диапазоне 500-1000 нанометров. Точность интраоперационной идентификации ОЩЖ, достигнутая на данный момент, превышает 92%.
– Инновационность устройства, разработанного в «НМИЦ эндокринологии», заключается в том, что оно объединяет две ключевые функции – точную идентификацию ОЩЖ и оценку их функционального состояния, – комментирует заведующая Отделом фундаментальной патоморфологии, в структуре которой действует ЛЭБ, д.м.н. Лилия Урусова. – Преимуществом устройства является высокая точность обнаружения ОЩЖ в ходе оперативного лечения, а также определение жизнеспособности железы. Используя данное устройство, хирургия щитовидной железы приобретает новый, безопасный уровень в концепции развития послеоперационных осложнений, позволяя прогнозировать результаты хирургического лечения. Клинические испытания для подтверждения эффективности и безопасности медицинского изделия будут проведены в ближайшее время с участием пациентов-добровольцев.
Следует отметить, что новое медицинское устройстворазработано с учётом методологических принципов персонализированной медицины и будет являться технологической поддержкой хирургов для проведения точной диагностики ОЩЖ на основе индивидуальных особенностей пациентов.
– Принципиально важным сегодня становится переход от унифицированной медицины, когда всех пациентов лечат по одному стандарту, к персонализированной медицине, к разработке индивидуального прогноза для каждого пациента, к применению персонифицированных медикаментозных подходов, – отмечает директор ГНЦ РФ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России, заведующая кафедрой персонализированной и трансляционной медицины, член-корреспондент РАН Наталья Мокрышева. – Это, на самом деле, весьма значимое достижение – применение биофотоники в эндокринной хирургии. Помимо того, что метод отвечает современным трендам в области персонализации медицины, он еще и соответствует государственным ориентирам в технологическом развитии, в утверждении технологического суверенитета нашей страны.
Напомним, в июне 2024 года Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин определил использование передовых решений в области фотоники и лазерных технологий в медицинских приборах в качестве приоритета при достижении технологического суверенитета России.
Биофотоника, как область науки, занимается изучением живых систем с помощью света. На основе оптических методов создаются биосенсоры, носимые устройства для диагностики жизненно важных параметров, системы для помощи хирургам при проведении операций. Более того, светом можно воздействовать на организм человека и уничтожать или, наоборот, стимулировать определенные клетки, в том числе и раковые. В ряд приоритетных направленийработы ЛЭБ «НМИЦ эндокринологии» входит также разработка системы искусственного интеллекта для определения потенциала злокачественных опухолей эндокринной системы.
Лаборатория эндокринной биофотоники открыта летом 2023 года на базе Отдела фундаментальной патоморфологии ГНЦ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России, её руководителем является Евгений Ширшин – доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник МГУ имени М.В. Ломоносова. Лаборатория является уникальной площадкой для междисциплинарного взаимодействия в области фундаментальной науки и трансляционной медицины. Тесное сотрудничество высококвалифицированной команды врачей-патологов и хирургов со специалистами в области биомедицинской фотоники обеспечивает появление новых уникальных клинических и научных возможностей в сфере диагностики и лечения эндокринных заболеваний.
На базе Лаборатории эндокринной биофотоники ГНЦ ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России ведутся исследования по установлению механизмов формирования оптических свойств эндокринных органов на молекулярном, клеточном, микроскопическом и макроскопическом уровнях, выявлению структур и биохимических процессов, ответственных за их оптические свойства в видимом и инфракрасном спектральных диапазонах.
Пресс-служба «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России
09 июля 2024 года