Исследователи из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне разработали гексахроматическую камеру, которая может помочь в визуализации опухоли во время хирургических операций. При разработке устройства ученые вдохновлялись строением глаз креветок-богомолов. Они воспринимают 12 цветов, вместо трех, доступных человеческому глазу.
Благодаря более широкому спектру новая камера может визуализировать опухоли в организме во время операции. Это позволяет хирургам полностью иссекать пораженную область с минимальной потерей здоровых тканей, что сводит к минимуму хирургические вмешательства и снижает вероятность рецидива рака.
«Инженеры тратят невероятное количество времени и денег на разработку датчиков изображения в мобильных телефонах», – говорит Виктор Груев, профессор электротехники и компьютерной инженерии. «Когда мы находимся в городе, эти устройства могут делать снимки, которые идеально подходят для социальных сетей, но, когда врачи осматривают пациентов, им все равно, насколько красиво выглядит снимок – их волнует, насколько хорошо снимок отражает реальность. Движущая сила рынка фотоаппаратов просто несовместима с технологиями, необходимыми для медицинской диагностики».
В поисках новых путей для решения проблемы визуализации раковых клеток исследователи обратились к сложному глазу креветки-богомола. «У креветок-богомолов невероятные глаза», – говорит Стивен Блэр, аспирант по направлению электро- и вычислительной технике и ведущий автор исследования. «Люди воспринимают три цвета – красный, зеленый и синий – из-за одного слоя светочувствительных колбочек, выстилающих нашу сетчатку, но креветка-богомол воспринимает до 12 цветов благодаря стопкам светочувствительных клеток на кончике глаз. Таким образом, маленькие глазки креветки-богомола могут видеть вещи, которые люди не могут себе представить».
Разработанная гексахроматическая камера может улавливать три цвета видимого спектра, которые обычно видит врач, а также три цвета невидимого ближнего инфракрасного света, которые недоступны для обычного глаза. Опухолевые клетки накапливают и излучают ближний инфракрасный свет, благодаря чему доктор может четко визуализировать расположение опухоли.
«Комбинация этой биоинспирированной камеры и новых лекарств, нацеленных на опухоли, гарантирует, что хирурги не оставят раковые клетки в теле пациента», – говорит Горан Кондов, профессор и главный хирург из Северной Македонии, продемонстрировавший в рамках операции работу изобретения. «Этот дополнительный набор глаз поможет предотвратить рецидив заболевания, предоставив пациентам более быстрый и легкий путь к выздоровлению. Устройство потенциально может быть произведено по низкой цене, поскольку оно настолько простое, что делает его доступным для больниц по всему миру».
На следующем этапе команда ученых планирует интегрировать разработанную камеру в обычные эндоскопические системы, для того чтобы сделать разработкой могли воспользоваться медицинские учреждения с ограниченными материальными ресурсами.
