Здоровье Благодаря новому медицинскому устройству, формирующему изображение, изобретенному специалистами Иллинойского университета (University of Illinois), у медиков появилась возможность в буквальном смысле слова заглядывать за барабанную перепонку, чтобы ставить более точные диагнозы и излечивать хронические ушные инфекции. Данный прибор является настоящим прорывом, значительно увеличивающим качество оказания медицинской помощи посредством предоставления возможности неинвазивного проникновения и пространственного диагностирования (как сейчас модно говорить, получения 3-D изображений). Над данным проектом активно поработала команда исследователей из вышеупомянутого института, которую возглавил профессор в области электронной и компьютерной промышленности Стивен Боппарт (Stephen Boppart). Разработанный прибор представляет большую важность для медицины, так как ушные инфекции являются одними из наиболее распространенных заболеваний, требующих, в частности, пристального внимания педиатров (данные заболевания очень часто встречаются именно у пациентов детского возраста). Хронические воспалительные процессы среднего уха грозят нарушениями слуха, и часто требуют операционного вмешательства для введения в область барабанной перепонки специальной дренажной трубки. Причем последствия данного заболевания могут неоднократно давать о себе знать уже во взрослом возрасте пациента.
Бактерии за барабанной перепонкой
В результате многочисленных исследований было обнаружено, что у пациентов, страдающих от воспаления среднего уха, за барабанной перепонкой образуется своеобразная пленка из бактерий или других микроорганизмов, что по сути очень напоминает зубной налет, возникающий на зубах, которые подвергаются неудовлетворительной гигиенической обработке. Для успешного диагностирования и последующего лечения хронических ушных инфекций крайне важно обнаружить и исследовать этот тонкий слой организмов. "Специалисты знают, что антибиотики далеко не всегда помогают при наличии бактериальной пленки, так как бактерии способны защищать сами себя, вырабатывая определенный иммунитет к лекарствам, - сообщил профессор Боппарт. – При воспалениях среднего уха, характеризующихся наличием подобной пленки организмов, бактерии могут быть невосприимчивыми к обычным антибиотикам. При этом очень важно остановить их распространение. Однако, не имея возможности выявления биопленки, медики не могут судить о том, насколько эффективным будет тот или иной метод лечения".
При всем при этом биопленку, находящуюся в среднем ухе, крайне сложно диагностировать. При изучении ушного канала с помощью стандартного отоскопа доктор в состоянии наблюдать лишь внешнюю поверхность барабанной перепонки. Диагностировать наличие тонкой пленки организмов, расположенной за барабанной перепонкой и способствующей распространению инфекции, не представляется никакой возможности. Для выявления наличия данной пленки обычно используются специальные инвазивные диагностические процедуры, которые, впрочем, приносят значительные неудобства пациентам и не могут осуществляться регулярно.
Как работает новый прибор?
Прибор, о котором идет речь в данной статье, использует технический прием, который называется оптической когерентной томографией. Это неинвазивная формирующая изображение система, разработанная группой профессора Боппарта. Для данной процедуры диагностирования используется специальный световой пучок, который позволяет получать пространственные (трехмерные) изображения тканей высокого разрешения. Пучок сканирует барабанную перепонку в поисках пленки микроорганизмов или бактерий, расположенной за ней (подобный принцип используется и для получения изображений при диагностировании посредством ультразвуковых волн). "Мы отправляем луч в наружный слуховой проход, где он рассеивается, продвигается вглубь и отражается от самой барабанной перепонки и расположенной за ней пленки организмов, - рассказывает студент выпускного курса и соавтор исследования Кэк Нгуен (Cac Nguyen). – Затем мы улавливаем отраженные лучи и с помощью определенных методов обработки способны выстроить объемную структуру".
Сканирование осуществляется буквально за долю секунды – этого времени вполне достаточно для того, чтобы рассеянный свет посетил все изгибы внутри ушного канала и составил изображение того, что расположено на глубине в несколько миллиметров за барабанной перепонкой. Таким образом, доктор получает информацию не только о наличии биопленки, ни и имеет возможность оценить ее толщину, а также точное место расположения за барабанной перепонкой. Об успешных результатах первой демонстрации использования прибора оптической когерентной томографии уха для обнаружения пленки бактерий уже было опубликовано в нескольких научных изданиях. Тестирование изобретения осуществлялось в тесном сотрудничестве с действующими медицинскими специалистами, которые продемонстрировали результаты сканирования пациентов, страдающих от воспаления среднего уха, сравнив полученные данные с результатами сканирования пространства за барабанной перепонкой здоровых людей. Как и предполагалось, у всех пациентов с ушной инфекцией прибор обнаружил наличие налета (пленки), состоящей из болезнетворных бактерий.
Перспективы нового прибора
"Я считаю, что речь идет о новой технологии, которая позволит врачам не только контролировать протекание хронических ушных инфекций, но и поспособствует появлению новых способов лечения заболевания, - уверен профессор Боппарт, к мнению которого присоединились специалисты факультета биоинженерии и лечения болезней внутренних органов из Института Геномной Биологии (Institute for Genomic Biology) и ученые из Бекмановского института научных достижений и технологий (Beckman Institute for Advanced Science and Technology) при Иллинойском университете. – Теперь мы можем использовать широкий спектр антибиотиков, так как имеем возможность наблюдать за реакцией микроорганизмов на различные виды лечения". В дальнейшем ученые планируют исследовать различные ушные патологии: в частности, произвести сравнительный анализ острых и хронических ушных инфекций, а также изучить, каким образом наличие биопленки за барабанной перепонкой влияет на потерю слуха. Специалисты уверены, что совершенствуемые методы диагностирования приведут, в конечном итоге, к новым более эффективным методам лечения, которые станут повсеместной практикой.
Кроме всего прочего, исследователи планируют доработать свое изобретение (сейчас оно напоминает переносную рацию), сделав его более компактным, удобным в использовании и недорогим. В этом им активно помогает компания "Уэлш Эллайн" (Welch Allyn), расквартированная в штате Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, созданная при поддержке Национального института здравоохранения США (National Institutes of Health). Группа ученых под руководством профессора Боппарта, как и их коллеги из вышеназванной компании, также продолжат интенсивное сотрудничество, результатом которого станет применение метода оптической когерентной томографии в других областях медицины, что в будущем позволит значительно облегчить работу при постановке диагноза многим врачам первичной медицинской помощи. Прибор, который позволяет получать изображения внутреннего уха, стал первым в череде устройств, использующих метод оптической когерентной томографии, над которыми работает группа ученых. Специалисты планируют преобразовать свое изобретение таким образом, чтобы у докторов появилась возможность использовать устройство, к примеру, для постановки диагнозов и лечения заболеваний глаз, носовой и ротовой полостей, а также кожных заболеваний.
"Все диагностические процедуры, в осуществлении которых заняты врачи первичной медицинской помощи, могут быть проведены с помощью различных вариаций нашего прибора, предоставляющего более качественную и полную картину о состоянии больного, - заявил профессор Боппарт. – Благодаря технике оптической когерентной томографии у врачей появляется возможность получать в обычных клинических условиях объемные изображения высочайшего разрешения. Это, в свою очередь, дает возможность изучать множественные тканевые структуры в реальном времени, не используя при этом инвазивные методы проникновения. Современная медицина активно использует современнейшие технологии; мы же хотим предоставить докторам, которые находятся буквально на передовой линии борьбы с болезнями, лучшие современные средства для диагностирования заболеваний".
