Метод радиофизиков повысит выявление рака груди на ранних стадиях
Ученые радиофизического факультета ТГУ предложили новый подход для обнаружения малоразмерных раковых образований молочной железы при зондировании радиоволнами СВЧ-диапазона. Метод позволит повысить вероятность выявления опухолей на ранней стадии образования без использования ионизирующего рентгеновского излучения. Статью о результатах исследования опубликовал престижный журнал Medical Physics.
На кафедре радиофизики ТГУ уже более 20 лет ведутся исследования в области радиоволновой томографии. Еще в начале двухтысячных годов профессор Владимир Якубов сформулировал принципы фокусировки радиоволн для поиска скрытых объектов, они были взяты за основу при поиске опухолей в биологических тканях. Работа по этому направлению началась три года назад. С тех пор ученые прошли достаточно большой путь – от компьютерного моделирования процессов распространения радиоволн в сильно поглощающих средах до создания лабораторной установки по автоматизированному зондированию фантомов (искусственных аналогов) молочной железы.
На первом этапе были опробованы идеи и способы решения проблемы, которая стояла перед исследователями: поиск злокачественных образований в биологических средах. Это стало возможным благодаря поддержке Фонда Менделеева ТГУ.
– Рентген и УЗИ показывают невысокую вероятность обнаружения опухолей на ранней стадии, поскольку используемое в них излучение слабо реагирует на малые изменения плотности участков тканей, где начинает формироваться опухоль. В то же время вокруг новообразования уже формируется сетка капилляров. Наличие этих капилляров приводит к скачку диэлектрической проницаемости, а ее мы как раз можем контролировать с помощью радиоволн, – описывает принцип нового метода обнаружения раковых клеток профессор кафедры радиофизики РФФ ТГУ Сергей Шипилов.
При этом он уточняет, что предложенный подход следует рассматривать не как замену существующих способов скрининга раковых образований, а как их дополнение, позволяющее увеличить вероятность обнаружения на ранних стадиях заболевания.
Сейчас завершен важный этап экспериментальной проверки метода обнаружения и визуализации опухолей внутри биологических тканей. Для этого радиофизики разработали фантом молочной железы – искусственный многослойный объект, все элементы которого по своим электрофизическим характеристикам очень близки к реальным тканям. В фантоме груди содержатся неоднородности, которые имитируют злокачественную опухоль. На созданной установке радиофизики могут просканировать фантом и обнаружить неоднородности, имитирующие злокачественные опухоли, а также с помощью специальной обработки сигналов указать с высокой точностью, где они находятся. Эти результаты были опубликованы в журнале Medical Physics.
– Исследования по радиоволновой маммографии активно ведутся во многих странах. Дальше всех продвинулись ученые из Великобритании. Они уже предложили действующий прототип, который проходит клинические испытания. Мы рассчитываем в течение 2-3 лет подключить к исследованию специализированные компании, разработать действующий образец установки и также выйти на этап клинического испытания. Эти же компании обеспечат сертификацию прибора. При этом уже сейчас можно сказать, что время зондирования пациента мы сможем сократить по сравнению с зарубежными образцами с 3-4 минут до 20-30 секунд, – подчеркивает Сергей Шипилов.
В настоящее время задачей эффективного поиска опухолей в биологических тканях занимается большой коллектив – сотрудники кафедры радиофизики ТГУ и Института сильноточной электроники СО РАН, среди которых как доктора и кандидаты наук, так и аспиранты и магистранты. По вопросам образования опухолей исследователей консультируют в НИИ онкологии Томского НИМЦ. Кроме того, в разработке принимают участие партнеры из коммерческих организаций, которые предоставляют специализированную измерительную технику: ООО «Планар» и НПК «ТАИР».
