Двойная капсула визуализации фиксирует трехмерные изменения тканей и кровеносных сосудов для ранней диагностики рака пищевода
Исследователи из Мюнхенского университета имени Гельмгольца, Мюнхенского технического университета (TUM) и Венского медицинского университета разработали передовую технологию визуализации под названием «O2E», которая позволяет клиникам выявлять раковые поражения пищевода с беспрецедентной точностью.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Biomedical Engineering , демонстрирует, что эта инновационная технология эндоскопии позволяет обнаружить даже самые незначительные патологические изменения тканей, значительно улучшая раннее обнаружение и диагностику.
Рак пищевода входит в число самых смертоносных видов рака: при диагностике на поздней стадии выживаемость составляет всего около 10%. Однако при раннем выявлении выживает около 90% пациентов. Новая технология O2E может сыграть решающую роль в выявлении изменений в тканях пищевода на гораздо более ранних стадиях.
O2E объединяет два метода визуализации в новой технологии эндоскопии. Оптическая когерентная томография особенно эффективна для визуализации тканевых структур , а оптоакустическая визуализация — метод, при котором ткани стимулируются световыми импульсами и регистрируются ультразвуковые сигналы, возникающие в результате воздействия света, — позволяет визуализировать даже мельчайшие кровеносные сосуды в более глубоких слоях тканей.
Благодаря сочетанию этих технологий создаются высокоточные трёхмерные изображения структуры и функции тканей пищевода. Оба датчика интегрированы в эндоскопическую капсулу, которая сканирует ткани под углом 360 градусов.
«Наша система двойной визуализации позволяет выявить важнейшие особенности ранних раковых поражений, включая микроскопические структурные изменения под поверхностью слизистой оболочки и едва заметные микрососудистые изменения в раковой ткани, которые не могли обнаружить предыдущие методы», — говорит профессор Василис Нциахристос, директор Института биологической и медицинской визуализации в Университете Гельмгольца в Мюнхене и заведующий кафедрой в Мюнхенском технологическом институте.
В своем пилотном исследовании исследователи изучили пищевод животных и образцы тканей пациентов с пищеводом Барретта, предшественником рака пищевода. Им удалось выявить чёткие различия между здоровой тканью, тканью с аномальными клеточными изменениями, предраковыми стадиями и злокачественными опухолями.
Первоначальные контрольные испытания проводились на внутренней стороне губы добровольца, поскольку ее характеристики ткани схожи с характеристиками пищевода.
Капсула во время сканирования резекции пищевода у человека. Фото: Helmholtz Munich / Christian Zakian
Следующие шаги: оптимизация для клинического применения
Опираясь на эти многообещающие результаты, новый исследовательский проект EIC под названием ESOHISTO был одобрен и запущен в 2025 году. Проекты EIC (Европейский инновационный совет) поддерживают исследования высокого риска на ранних стадиях, которые могут стать движущей силой революционных инноваций. В настоящее время исследователи работают над дальнейшим совершенствованием технологии капсул, чтобы обеспечить высококачественную визуализацию для использования на людях.
«Мы также планируем интегрировать конфокальную эндомикроскопию — метод, обеспечивающий визуализацию клеточных структур с высоким разрешением в режиме реального времени, — чтобы обеспечить более детальный анализ во время исследований», — объясняет доктор Цянь Ли, первый автор исследования из Венского медицинского университета.
«Это может проложить путь к эндоскопической молекулярной визуализации высокого разрешения, что позволит нам выявлять специфические молекулярные маркеры рака». В конечном счёте, исследователи надеются, что их подход сократит необходимость в проведении множественных биопсий и ускорит диагностические процессы в будущем.
ESOHISTO будет развивать и проверять технологию в рамках подготовки к её будущему выходу на рынок. Исследователи полагают, что помимо очевидных преимуществ для пациентов, эта технология раннего выявления заболеваний также принесёт пользу системе здравоохранения.
Хотя лечение рака пищевода на поздней стадии обычно обходится примерно в 140 000 евро на пациента, раннее выявление может снизить эту стоимость примерно до 10 000 евро. Таким образом, раннее выявление не только спасает жизни многих пациентов, но и обеспечивает значительную экономию средств для системы здравоохранения.