24.12.2023

Физическим факультетом и МНОЦ МГУ разработана методика анализа состава камней в почках непосредственно во время проведения операции

Сотрудниками физического факультета и МНОЦ МГУ – участниками Научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» разработана оптическая методика, позволяющая определить состав камней в почках прямо во время операции. Это открывает возможность для автоматического подбора оптимального режима лазерной литотрипсии – процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения. Результаты работы опубликованы в журнале Photonics.

Мочекаменная болезнь – злободневная проблема мирового здравоохранения. В России ежегодно от данной болезни страдают более 100 тысяч человек. Одним из наиболее действенных способов лечения данного заболевания является лазерная литотрипсия, то есть дробление камней с помощью лазерного излучения.

«Одна из основных проблем при проведении лазерной литотрипсии – это необходимость подстраивать режим работы лазера в зависимости от химического состава и структурных особенностей камней, – объясняет д.м.н., ведущий научный сотрудник отдела урологии и андрологии МНОЦ МГУ Николай Сорокин. – Однако наш метод позволит определить эти параметры непосредственно во время операции, что существенно повысит ее эффективность и сократит время проведения».

На данный момент существует ряд методов, позволяющих определять состав камней, начиная от рентгеноструктурного анализа и до химического, однако все они могут быть применены только после извлечения конкремента из организма пациента.

«Мы предлагаем использовать методы оптической спектроскопии, которые можно реализовать с помощью одноволоконной схемы. Это возможно, поскольку операции по лазерной литотрипсии проводятся с использованием многомодового оптоволокна, доставляющего излучение для дробления камня», – отметила Надежда Злобина, аспирантка физического факультета МГУ.

Для проведения эксперимента ученые создали установку, имитирующую условия в операционной. Разработанная методика анализа основана на методах оптической спектроскопии: спектроскопии диффузного отражения и многоволновой флуоресцентной спектроскопии. Было обнаружено, что для каждого типа конкрементов (уратные, оксалатные, гидроксиапатиты) в спектрах флуоресценции имеют место свои особенности. А анализ спектров поглощения камней показал, что их форма зависит от состава камня. Собранные данные послужили основой для создания классификационной модели, которая смогла различить три типа конкрементов с точностью более 90 %. Это важный шаг на пути к повышению эффективности интраоперационного принятия решений, так как он позволяет врачам быстро и точно определить состав камней и выбрать наиболее подходящий режим дробления.

Проект реализован на базе физического факультета и МНОЦ МГУ при поддержке Программы развития МГУ, проект №23А-Ш06-04.

Фото: Аспирантка физического факультета Надежда Злобина в процессе измерения оптических свойств конкрементов во время операции по лазерной литотрипсии.

Источник: Пресс-служба МГУ