چاقوی هوشمند (iKnife) تشخیص دهنده بافت سرطانی
چاقوی هوشمندی توسط دانشمندان ابداع شده است که به سرعت می تواند به جراحان بگوید که بافتی که در حال برش دادن آن هستند سرطانی است یا نه.
در اولین مطالعه ای که برای آزمایش این چاقو در اتاق عمل انجام شد، چاقوی هوشمند نمونه بافت هایی را از 91 بیمار با دقت 100 درصد تشخیص داد. در شرایط عادی این تشخیص با استفاده از آزمایشات لابراتوار نیم تا یک ساعت طول می کشد.
این تحقیقات توسط کالج سلطنتی لندن در مجله Science Translational Medicineمنتشر شده و بوسیله مرکز تحقیقات سلطنتی بیومدیکال موسسه ملی تحقیقات سلامت، شورای تحقیقات اروپا و دفتر ملی تحقیقات و فناوری مجارستان تامین مالی شده است.
در سرطان هایی که در آن ها تومور با بافت توپر وجود دارد، امید است که معمولاً برداشتن بخش سرطانی بوسیله جراحی بهترین درمان باشد. جراحان در شرایط طبیعی تومور را به همراه مقداری از بافت سالم اطراف خارج می کنند. با این حال نمی توان با دیدن تشخیص داد که بافت سرطانی کدام است. از هر پنج بیمار سرطان پستان که تحت جراحی قرار گرفته اند یک نفر نیاز به جراحی دوباره برای برداشتن کامل سرطان دارد. در مواردی که تشخیص بافت سرطانی و غیر سرطانی با عدم قطعیت همراه باشد، در حالی که بیمار در بیهوشی کامل است، نمونه بافت برداشته شده برای آزمایش به لابراتوار ارسال می شود.
عملکرد
چاقوی جراحی هوشمند بر اساس جراحی الکتریکی (الکتروسرجری) کار می کند. این فناوری در دهه 1920 اختراع شده و امروزه مورد استفاده قرار می گیرد. چاقو های جراحی الکتریکی از جریان برق برای گرم کردن سریع بافت استفاده می کنند و در عین حال از دست دادن خون را به حداقل می رسانند. با انجام این کار، آن ها بافت را تبخیر می کنند. در نتیجه دودی ایجاد می شود که توسط سیستم مکیده و سپس تجزیه و تحلیل می شود.
دکتر زولتان تاکاتس (مخترع iKnife ) معتقد است استفاده از این چاقو ها باعث کاهش میزان عود سرطان و زنده ماندن بیماران بیشتری شود.
دکتر تاکاتس متوجه شد که دود ایجاد شده منبعی غنی از اطلاعات بیولوژیکی خواهد بود. برای ساخت iKnife یک چاقوی الکتریکی را به یک طیف سنج جرمی متصل کرد که به عنوان ابزاری تحلیلی برای شناسایی مواد شیمیایی موجود در نمونه استفاده می‌شود. انواع مختلف سلول ها، هزاران متابولیت را در غلظت های مختلف تولید می کنند. بنابر این مشخصات مواد شیمیایی در یک نمونه بیولوژیکی، می تواند اطلاعاتی را در مورد وضعیت آن بافت نشان دهد.
مطالعه جدید
در مطالعه ای جدید، محققان ابتدا از iKnife برای تجزیه و تحلیل نمونه بافت های جمع‌آوری شده از 302 بیمار جراحی استفاده کردند و ویژگی های هزاران بافت سرطانی و غیرسرطانی از جمله تومور های مغز، ریه، سینه، معده، روده بزرگ و کبد را ثبت کرده و کتابخانه مرجعی ایجاد کردند. iKnife قرائت های بدست آمده خود در حین جراحی را با کتابخانه مرجع تطبیق می دهد تا مشخص کند چه نوع بافتی بریده می‌شود و در کمتر از سه ثانیه نتیجه را اعلام می کند.
پس از مراحل ذکر شده این فناوری به اتاق عمل انتقال داده شد تا در حین عمل، آنالیز به صورت بلادرنگ انجام شود. در تمام 91 آزمایش، نوع بافت شناسایی شده توسط iKnife با تشخیص پس از عمل (بر اساس روش های سنتی) مطابقت داشت.
در حالی که iKnife تحت آزمایش بود، جراحان نتوانستند نتایج قرائت های آن را ببینند. محققان امیدوارند که یک کارآزمایی بالینی انجام دهند تا ببینند آیا دسترسی جراحان به تجزیه و تحلیل iKnife می تواند نتایج درمان بیماران را بهبود بخشد یا خیر.
این نتایج شواهد قانع‌کننده ای ارائه می‌دهند که iKnife را می‌توان در طیف وسیعی از روش های جراحی سرطان به کار برد. می توان گفت این چاقوی هوشمند فوراً نتیجه را ارائه می دهد و به جراحان اجازه می دهد تا اقدامات را با سطحی از دقت انجام دهند که قبلاً امکان پذیر نبوده است. این روش پتانسیل کاهش میزان عود تومور را دارد و باعث می شود تعداد بیماران بیشتری زنده بمانند.
سایر ویژگی‌ها
اگرچه مطالعه کنونی بر تشخیص سرطان متمرکز شده است اما چاقوی هوشمند می‌تواند بسیاری از ویژگی های دیگر، مانند بافت هایی که خون کافی ندارند یا انواع باکتری های موجود در بافت را شناسایی کند. حتی با استفاده از آن آزمایشاتی برای تشخیص گوشت اسب از گوشت گاو انجام داده است.
iKnife مظهری از چندین فناوری پیشرفته پروفایلینگ شیمیایی است که در آزمایشگاه توسعه یافته و به تصمیم گیری جراحی و تشخیص بلادرنگ کمک می کند. این روش ها بخشی از چارچوب جدیدی از بهینه سازی سفر بیمار است که برای کمک به پزشکان در تشخیص بیماری، انتخاب بهترین درمان ها و نظارت بر پیشرفت درمان تک تک بیماران به عنوان بخشی از برنامه درمانی شخصی شده ایجاد شده است.
در جراحی سرطان، باید تا حد امکان بافت سالم کمی برش داده شود اما در عین حال باید اطمینان حاصل شود که تمام بخش سرطانی برداشته شده است. در این شرایط نیاز واقعی به فناوری وجود دارد که بتواند به جراح در برش یا عدم برش بافت کمک کند. iKnife پتانسیل انجام این کار را دارد و تأثیر آن بر جراحی سرطان می تواند بسیار زیاد باشد.
iKnife می‌تواند جراحی های ثانویه در افراد مبتلا به سرطان را کاهش دهد و دقت را بهبود بخشد.
https://www.imperial.ac.uk/news/126106/intelligent-knife-tells-surgeon-tissue-cancerous/
