Вчені розробили експрес-аналіз складу каменів у нирках, Medical Insider
Дедалі більше людей у західних європейських країнах страждають від каміння у нирках. Кількість випадків втричі за останні 10 років. Камені в нирках часто бувають не більше рисового зерна, але деякі з них можуть зрости діаметром до декількох сантиметрів. Іноді сечовий камінь може заблокувати сечовод, тим самим викликаючи нирковий біль. Якщо він не може бути роздроблений, камені в нирках лікують за допомогою екстракорпоральної терапії ударних хвиль або застосовують малоінвазивні методи ендоскопії.
Багато пацієнтів страждають від рецидиву захворювання. Наукові дослідження показали, що формування нового каміння може бути скорочено на 50%. Лікарі дають рекомендації щодо харчових звичок або використання певних лікарських засобів, які ґрунтуються на знанні композиції каменю. Дослідники з інституту Фраунгофера розробляють нову спектроскопію комбінаційного розсіювання світла, що ґрунтується на діагностичній системі швидкого та автоматизованого аналізу ниркових каменів. Дослідники в цьому проекті працюють пліч-о-пліч з урологами, які спеціалізуються в галузі сучасних методів лікування сечокам'яної хвороби.
«Лише при невеликій кількості каменів у нирках хворі отримують вичерпну консультацію», — каже лікар і дослідник Аркадіус Мирнік (Arkadiusz Miernik).
Це тому, що традиційна технологія аналізу каменю, така як ІЧ-спектроскопія, є дорогим методом. Аналіз може бути виконаний виключно у лабораторних умовах. Тільки кілька центрів пропонують такий тип аналізу, для отримання результатів може знадобитися до трьох тижнів.
Вчені використовують техніку, відому як спектроскопія комбінаційного розсіюваннясвітла, що дозволяє їм швидко та остаточно визначити конкретні види каменю. Цей метод використовує характерний спектр у видимому діапазоні довжини хвиль досліджуваного зразка і називається хімічним відбитком пальця.
«Ці зразки висвітлюються за допомогою лазерного світла. Близько 1% фотонів відбиваються в іншому спектрі хвиль. Ми вносимо ці сигнали до бази даних», — пояснює Мирник.
Дослідники використовують програмне забезпечення, щоб відфільтрувати флуоресцентне тло, що утворюється під час спектроскопії комбінаційного розсіювання з використанням програмного забезпечення.
Цей метод використовує відносно недорогі оптичні компоненти. Час, необхідний приготування зразків, істотно знижено.
«Камінці раніше доводилося висушувати та подрібнювати перед аналізом. У нашій системі в цьому немає потреби. Фрагменти каменів, зібраних у ході хірургічної операції, не потрібно піддавати подальшій обробці. Вони можуть бути використані безпосередньо в спектрометрі для аналізу», - пояснюють дослідники.
Нині є кілька спеціалізованих лабораторій, які можуть проводити таку процедуру, використовуючи масштабне аналітичне устаткування. Компактний прилад підходитиме для використання його в клінічних умовах, що дозволить проводити аналіз негайно.
Демонстрація системи, у тому числі обладнання та програмного забезпечення, необхідного для аналізу ниркових каменів, розроблені дослідниками, вже існує як прототип. Цей прототип спочатку повинен бути більш компактним, перш ніж він буде готовий для застосування. Унікальною особливістю системи є її спектральна база даних. Інформаційний індекс був побудований на даних дев'яти чистих речовин, що становлять99% сечового каміння. Дослідники вивчили майже 160 зразків ниркового каміння під час налаштування програмного забезпечення на першому етапі перевірки. Крім того, результати були підтверджені після звичайного інфрачервоного аналізу у довідковій лабораторії.
«Коли вся система буде готова для клінічного використання, лікар (уролог) зможе розглянути зразки каміння безпосередньо після операції, тим самим покращуючи якість лікування пацієнтів», — каже Мирник.
Докладніше у науковій статті:
Miernik A. та ін. Is in vivo analysis of urinary stone composition feasible? Визначення experimental setup of Raman system coupled to commercial lithotripsy laser fibers //World journal of urology. - 2015. - С. 1-7.