Ученые СПбГУ создали прибор, вызывающий свечение околощитовидных желез во время операции

Сотрудники отделения эндокринной хирургии Клиники высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова Санкт-Петербургского университета и центра «Оптические и лазерные методы исследования вещества» Научного парка СПбГУ разработали прототип прибора, который позволяет с помощью лазера различать флуоресценцию от щитовидной и околощитовидных желез во время операции. Внедрение подобной технологии позволит с минимальными затратами повысить качество эндокринных операций и снизить количество послеоперационных осложнений.

Сотни тысяч людей в мире страдают заболеваниями щитовидной железы различной степени тяжести. В среднем в США в год выполняется порядка 150 тысяч операций на этом органе, в России — около 50–60 тысяч. Мировым лидером по количеству операций на щитовидной железе стала Клиника высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ — специалисты отделения эндокринологии и эндокринной хирургии в 2018 году выполнили более 5500 хирургических вмешательств.

Одним из самых распространенных осложнений, которые могут возникать после операций на щитовидной железе (до 30–67 % всех операций), является гипопаратиреоз — снижение функции околощитовидных желез. В 30 % случаев осложнение носит временный характер, однако примерно в 12 % становится хроническим.

«На данный момент нет эффективных способов профилактики развития гипопаратиреоза. Существующие же методы борьбы с ними базируются в основном на опыте хирурга и деликатной хирургической технике», — рассказал один из руководителей проекта, врач-хирург, заведующий поликлиническим отделением № 4 КВМТ имени Н. И. Пирогова кандидат медицинских наук Виктор Макарьин.

Основной причиной осложнений, связанных с околощитовидными железами, отметил хирург, является, как правило, повреждение их кровоснабжения или случайное их удаление, что приводит к снижению уровня паратгормона в крови и появлению специфических симптомов: мурашек, онемения вплоть до судорог и нарушения дыхания.

Вот почему возможность надежной идентификации околощитовидных желез является актуальной проблемой современной эндокринной хирургии, подчеркнул Виктор Макарьин.

Методики, которые сегодня используются в медицине для лучшей идентификации околощитовидных желез, дают недостаточные результаты либо являются очень дорогими. Например, существует технология интраоперационного гамма-сканирования с технетрилом, которая позволяет визуализировать околощитовидные железы примерно в 30 % случаев.

50Однако для данной методики используется дорогостоящее оборудование и радиоактивные препараты, поэтому она вряд ли может стать перспективной, считают исследователи. Другие методы визуализации околощитовидных желез связаны с введением в организм пациента красителей или фотосенсибилизаторов, способных визуально выделить органы, изменив их цвет или заставив светиться.

Чтобы вызвать люминесценцию тканей, применяются два способа, каждый из которых исследуют и усовершенствуют ученые в рамках проекта. Один из них уже известен науке — это введение в организм пациента препарата, который стимулирует выработку протопорфирина IX, являющегося эффективным фотосенсибилизатором. Для этого используют 5-аминолевулиновую кислоту: она инициирует активную выработку протопорфирина в околощитовидной железе, в то время как в щитовидной этот процесс проходит намного слабее.

До сих пор исследования проводили с визуальной оценкой интенсивности свечения околощитовидных желез после введения 5-аминовлевулиновой кислоты, что имело ряд ограничений и в некоторых ситуациях не давало объективной картины.

Впервые ученые и врачи СПбГУ смогли объективизировать и количественно оценить интенсивность свечения околощитовидных желез после введения 5-аминолевулиновой кислоты с помощью лазерного прибора.

Лазерный луч аппарата определяет интенсивность свечения, излучаемого в определенном диапазоне, далее с помощью приемника информация кодируется и отображается на компьютере. Разработка такого метода позволит выполнять идентификацию околощитовидной железы с максимальной точностью, что значительно повысит выявление и сохранение околощитовидных желез во время операции.

«Одним из недостатков созданной системы является использование 5-аминолоевулиновой кислоты. Так, цена одной дозы препарата для выработки протопорфирина IX составляет сегодня около 20 тысяч рублей, что потенциально делает флуоресцентную методику существенно дороже как для пациентов, так и для медицинских учреждений», — объяснил Виктор Макарьин.

В настоящее время ученые и врачи СПбГУ перешли ко второму методу люминесценции околощитовидных желез: провели исследования по аутолюминесценции, когда свечение от тканей оценивается без использования дорогостоящих флуоресцентных препаратов.

Лазерная система идентификации аутофлюоресценции околощитовидных желез, позволяющая получать спектральные данные интенсивности люминесценции непосредственно во время операции без введения дополнительных красителей, впервые разработана в нашей стране. Ученые СПбГУ также впервые исследуют возможность спрогнозировать возможные послеоперационные осложнения на основе полученных спектров люминесценции оперируемых желез, что положит начало новому направлению в эндокринной хирургии — парамониторингу.

Уже готов макет прибора, который в ближайшее время планируют опробовать в операционной. Одно из достоинств аппарата — компактность. Он не загромождает пространство и не мешает врачам выполнять операцию. «Несомненным достоинством проекта является и то, что предполагаемые исследования родились и планируются к выполнению в тесной взаимосвязи Научного парка и Клиники высоких технологий СПбГУ с возможностью полностью опробовать разрабатываемые методики в реальных операционных условиях», — подчеркнул соруководитель проекта, директор ресурсного центра «Оптические и лазерные методы исследования вещества» Научного парка СПбГУ кандидат физико-математических наук Алексей Курочкин.

Полностью завершить работу над проектом и представить готовую и протестированную модель прибора ученые планируют в следующем году. Главной целью своей работы команда проекта видит повышение качества операций на щитовидной железе по всей стране: в ближайших планах — подготовить технические и методические основы для оснащения инновационным прибором ведущих многопрофильных больниц и клиник России.