Obraz raka prostaty uzyskany dzięki konfokalnemu QPI (b) - jest jakościowo bardzo zbliżony do obrazu próbki uzyskanej przy barwieniu próbki (d). Zasdaniczą różnicą jest jednak to, że aby obrazować próbkę za pomocą konfokalnego QPI, nie trzeba jej modyfikować ani niszczyć (co ma miejsce w przypadku jej barwienia). Źródło: Optica https://doi.org/10.1364/OPTICA.395363
Histopatolodzy mogą zyskać nową technikę obrazowania, przydatną choćby do diagnozy nowotworów. Konfokalne QPI - w którego opracowaniu brał udział dr Tomasz Wróbel z UJ - może umożliwić obrazowanie tkanek przy pomocy kontrastu fazowego. Badanie nie wymaga barwienia ani niszczenia próbek.
"Z amerykańskich statystyk wynika, że histopatolodzy 90 proc. czasu poświęcają na badanie próbek zdrowych osób, a jedynie 10 proc. czasu - na przypadki trudne i skomplikowane. Większość czasu ekspert spędza więc na analizie czegoś, czego rozpoznanie powinno być banalne. Jeśli damy tym osobom lepsze narzędzia do rozpoznawania próbek, będą oni mogli zaoszczędzić czas i więcej uwagi poświęcać przypadkom nieoczywistym, wymagającym wiedzy i doświadczenia" - komentuje w rozmowie z PAP dr Tomasz Wróbel z Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS.
Naukowiec wszedł w skład zespołu dr. Martina Schnella z University of Illinois, który opracował nową technikę obrazowania. Metoda ta może ułatwić pracę histopatologów i dać naukowcom nowe możliwości badań. Chodzi o tzw. konfokalne ilościowe obrazowanie kontrastu fazowego (confocal QPI). Publikacja na ten temat ukazała się w czasopiśmie "Optica".
"Stał się możliwy pomiar tkanek ludzkich - przy pomocy kontrastu fazowego - bez artefaktów, zniekształceń. Dotychczas nie było to możliwe" - mówi.
Według naukowca technologia ta otwiera nowe możliwości diagnostyki i badań naukowych. "Pozwala na wyciągnięcie takich informacji na temat badanej próbki, jak rozmiar, kształt czy lokacja jądra komórki. W porównaniu z innymi metodami kontrastu fazowego jest ona pozbawiona artefaktów optycznych, np. tzw. halo. I uzyskujemy dzięki niej wysokiej jakości obraz, który daje dużo informacji referencyjnych" - opowiada naukowiec.
Tłumaczy, że kształt jąder komórkowych daje histopatologom informację o zmianach nowotworowych. Jądra zdrowych komórek człowieka są prawie okrągłe. Jeśli jednak zmieniają rozmiar, kształt, czy stają się nieregularne - może to świadczyć o pojawianiu się zmian nowotworowych. Aby zobaczyć jądro komórki, zwykle konieczne jest zastosowanie barwienia pobranej od pacjenta próbki. Dopiero dzięki barwieniu jądro komórkowe staje się pod mikroskopem dobrze widoczne.
W przypadku każdej choroby najlepiej sprawdza się nieco inny rodzaj barwienia: jedno pozwoli zobaczyć kształt jądra komórki, inne - włókna kolagenowe, a jeszcze inne - zwapnienia. Histopatolog musi więc zdecydować, które z barwień w danym przypadku wybrać.
"Tymczasem w naszej technice nie potrzebne jest barwienie. Dostajemy dzięki niej wiele dodatkowych informacji i nie niszczymy próbki"- wyjaśnia naukowiec.
"Bywają trudne sytuacje, gdzie na jednej próbce należy wykonać szereg barwień. A wtedy warto mieć asa w rękawie - dodatkową technikę, która dostarczy informacji w łatwy sposób" - zaznacza naukowiec.
Nowa technika obrazowania łączy syntetyczną holografię optyczną z obrazowaniem kontrastu fazowego. Dr Wróbel tłumaczy, że elementem obrazowania jest oświetlanie laserem próbki, która raz przybliża się do obiektywu - a raz od niego oddala. Wiązka laserowa przechodzi przez specjalny obiektyw, który wykonuje interferometryczny pomiar. Tak uzyskana informacja pozwala uzyskać holograficzny obraz próbki.
"Dzięki temu pokazujemy możliwość obrazowania tkanek, a nie tylko - jak dotąd - pojedynczych komórek. A tkanki są o tyle trudniejsze dla wysokorozdzielczego obrazowania kontrastowego ze względu na ich stosunkowo większą grubość i poziom skomplikowania. Światło przechodząc przez obiekt wiele razy się załamywało i interferowało, a przez to powstawało dużo artefaktów, zaburzeń. Zastosowanie odmiany konfokalnej w połączeniu z holografią, pozwala odwikłać te informacje" - mówi naukowiec.
Dodaje, że obraz zebrany przez mikroskop poddawany jest cyfrowej obróbce, by wyciągnąć informację przestrzenną. To pozwala uzyskać wyraźniejszy niż dotąd obraz.
"Na razie pokazaliśmy, że taki nowy sposób obrazowania jest możliwy" - tłumaczy dr Wróbel. Technologia już jest, ale samo urządzenie, które pozwalałoby na prowadzenie takich obserwacji w laboratoriach, raczej nieprędko pojawi się na rynku. Najpierw trzeba je dopracować - stworzyć finalny produkt, następnie musi przejść testy w badaniach klinicznych.
PAP - Nauka w Polsce
lt/ zan/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
