Дослідження, опубліковане у журналі Water Journal, описує новий метод порівняння звуків раку та здорових клітин.
Спосіб може призвести до розробки штучної процедури видалення пухлин, що підтримується штучним інтелектом. Форма технології також несе обіцянку раннього виявлення раку.
Співаюча клітина
Відкриття того, що клітини видають звук на знак своєї природної метаболічної активності, було зроблено в 2002 році професором Джеймсом Гімжевським з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі.
За допомогою атомно-силового мікроскопа спільно зі своїм колегою доктором Ендрю Пеллінг вперше почув клітинні звуки і з подивом виявив, що їх звуки перебувають у чутному діапазоні.
Іншими словами, якби наші вуха були досить чутливими, ми змогли б почути звуки власних клітин. (Можливо, нам пощастило, що ми не можемо.)
Їх новий підхід до клітинної біології професор Гімжевський отримав назву "соноцитологія", поєднавши слово "соно" (звук) зі словом "цитологія" (дослідження клітин).
У своїй статті «Співаюча клітина» д-р. Пеллінг каже:
"Спостерігаються клітини в різних ситуаціях [наприклад], клітини, які перебувають у стресі, видають різні звуки. Насправді, прослуховуючи звук клітини, її стан можна визнати здоровим або раковим.
У майбутньому ми сподіваємось довести наші дослідження з соноцитології до такої міри, що їх можна буде інтегрувати в такі медичні дисципліни, як дослідження раку.
Прослуховування клітин дозволить швидко діагностувати рак без використання наркотиків та хірургічного втручання. Соноцитологія також може дозволити виявлення раку до утворення пухлини ".
Однак Atomic Force Microscope 2 є технічно вимогливим, вимагає акустично ізольованого приміщення та багатьох інших вимогливих заходів, що робить його менш привабливим, ніж інші методи прослуховування клітинних звуків.
Дослідження професорів, які слухають клітини
У дослідженні професора Сунчул Джихо та Парка Біума з Університету Рутгерса та Джона Стюарта Ріда з CymaScope.com вчені працювали зі звуками клітин за допомогою спектроскопії Рамана 3 .
У цьому методі, названому на честь його першовідкривача, індійського фізика К. В. Рамана, при якому лазерний зонд вражає не одну, а зазвичай тисячі клітин, світло модулюється рухами незліченних мембран клітин.
Той факт, що багато клітин впливає на лазерний промінь, означає, що система Рамана забезпечує доступний метод визначення клітинного звуку.
Коли лазерне світло відбивається від зразка тканини, воно несе незначні коливання, які збираються електронним детектором і комп'ютером, одночасно перетворюючись на звуковий звук, роблячи звуки клітини чутними як діагностичний інструмент.
Доктор. Райан Стейблз 5, Університет Бірмінгема, Великобританія, подавав звуки раку та здорові клітини мозкової тканини для дослідження Рамана.
Нейрохірурги стикаються з серйозною проблемою при видаленні пухлин з мозкової тканини, оскільки краї ракової тканини часто важко визначити. Пристрій, який може допомогти хірургу точно визначити краї пухлини, буде дуже корисним.
Дослідження було опубліковане в журналі Водний журнал під назвою "Візуалізація звуків раку та здорових клітин у воді за допомогою CymaSkop та подальший кількісний аналіз за допомогою декодера Планка-Шеннона" (https://dx.doi.org/10.14294/WATER.2019.6).
У ньому обговорюються перші кроки для наочного створення системи на основі візуальних даних, що надаються CymaSkop 6, новим типом інструменту, що використовує технологію cymatics (видимий звук).
Звук подається у воду, дозволену для медичних цілей, подібно до відбитка пальця на склі, залишаючи візуальний підпис звуку.
Зображення на початку цієї статті показує типовий цимаскопічний образ здорової клітини поруч із раковою клітиною, виявляючи, що какофонічні звуки ракових клітин зазвичай створюють асиметричне, потворне зображення, тоді як гармонічні звуки здорових клітин створюють симетричний і гарний образ.
У системі, розробленій у дослідженні та опублікованій у журналі Водний журнал сигнали від лазерного зонда Рамана під час операції на головному мозку направлять звукові сигнали на цифровий CymaScope, що робить їх видимими.
Видиме зображення відображається хірургу через спеціально пристосовані окуляри з відеодисплеєм, подовженим на цифрове число, отримане в реальному часі за допомогою програмних розрахунків, що з'являється в окулярах.
Число буде сформовано з використанням математичної формули професора Джихо, описаної в дослідженні, яка аналізує зображення і, таким чином, підтримує рішення хірурга щодо місця розрізу.
Подальше використання цього нового діагностичного методу
На додаток до допомоги хірургам, існує ще одне можливе використання цього методу диференціації раку від здорових клітин, що робить раннє виявлення раку.
В даний час мікроскопічне дослідження хворих тканин та діагностика раку чи інших захворювань вимагає гістопатологічного дослідження зразків тканин.
Діагностику на основі зразка тканини пацієнта можуть проводити лише ліцензовані гістопатологи 7, але на практиці їх занадто мало, що може спричинити затримку діагностики пацієнта.
Якби гістопатологію можна було автоматизувати, це дозволило б кваліфікованому спеціалісту отримати показники та визначити, чи є дана проба передраковою, раковою чи здоровою, і чим швидше може бути призначено лікування чи хороший звіт.
Хірург, який оперує у спеціально пристосованих окулярах, що відображають відеодисплей
Висновок
Використання звуку в медичних процедурах зростає з кожним роком 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 як у терапевтичних, так і в діагностичних цілях, і цей немедикаментозний підхід до медицини знаходить приємну підтримку серед лікарів та лікарень у всьому світі .
Згідно з заголовком цієї статті "З гармонії какофонії: коли здорові клітини перетворюються на ракові", звук у медицині має велике майбутнє, це голос, який заслуговує бути достатньо гучним, щоб його могли почути всі.