если

Онкокниф нож, который проверяет ткань при контакте , iKnife или интеллектуальный скальпель — это хирургический с ней во время операции и немедленно дает информацию о том, содержит ли эта ткань раковые клетки. ^{[ 1 ]} Во время операции эта информация непрерывно передается хирургу, что значительно ускоряет анализ биологических тканей и позволяет идентифицировать и удалять раковые клетки. Электроножи используются с 1920-х годов, и хирургия с помощью умных ножей не ограничивается только обнаружением рака. В клинических исследованиях iKnife продемонстрировал впечатляющую диагностическую точность: отличая доброкачественную ткань яичника от раковой (чувствительность 97,4%, специфичность 100%), ^{[ 2 ]} опухоль молочной железы из нормальной ткани молочной железы (чувствительность 90,9%, специфичность 98,8%) ^{[ 3 ]} и признает гистологические особенности плохого прогностического исхода при колоректальном раке. ^{[ 4 ]} Кроме того, технология iKnife — масс-спектрометрия с быстрой испарительной ионизацией (REIMS) — позволяет идентифицировать дрожжевые грибки Candida вплоть до видового уровня. ^{[ 5 ]}

Исследования и разработки

Золтан Такац , доктор философии. Венгерский исследователь из химик- Университета Земмельвейса в Будапеште изобрел интеллектуальный хирургический нож . В настоящее время он является профессором аналитической химии в Имперском колледже Лондона (Великобритания). Его iKnife был протестирован в трех больницах с 2010 по 2012 год. После лабораторного анализа образцов тканей 302 пациентов, которые были включены в базу данных, они включили 1624 образца рака и 1309 образцов неракового происхождения.

Текущая пилотная версия iKnife обошлась венгерскому ученому, MediMass Ltd. ( компания из Старой Буды ), участвовавшему в исследовании, коллегам из Имперского колледжа и венгерскому правительству примерно в 200 тысяч фунтов стерлингов (68 миллионов венгерских форинтов). Однако, по словам Таката, вложения окупятся, поскольку устройство, скорее всего, находится на пути к выводу на рынок.

Прибор был приобретен компанией Massachusetts Waters Corporation для разработки компанией MediMass Ltd. , которая идентифицирует его как серьезную инновационную технологию с маркировкой «Intelligent late» и «REIMS», согласно их пресс-релизу от 23 июля 2014 года. ^{[ 6 ]} Коммерческая сделка включала все инновации MediMass , включая патенты, программное обеспечение, базы данных и человеческие ресурсы, связанные с этой технологией.

Принцип работы

История прямого исследования биологической ткани методом масс-спектрометрии (МС)

Прямое исследование биологической ткани методом масс-спектрометрии (МС) началось в 1970-е годы, но в то время следующего прогресса в технических условиях еще не было. Метод не дал никакой полезной информации о химическом составе протестированных образцов. ^{[ 7 ]} Первый прорыв произошел с методами десорбционной ионизации ( масс-спектрометрия вторичной ионизации - SIMS, матричная лазерная десорбционная ионизация - MALDI), говорится в сообщении. Используя эти методы, после соответствующей подготовки проб можно провести химический анализ биологической ткани. ^{[ 8 ]} С конца 1990-х годов стало очевидно, что данные масс-спектрометрии в исследованиях изображений показывают высокую степень специфичности ткани, что гистология тканей может определять масс-спектральную информацию, и наоборот. ^{[ 9 ]}

В случае обнаруженных белковых и пептидных компонентов общеизвестна тканеспецифичная экспрессия белков. На этом явлении основаны точные иммуногистохимические методы. Однако масс-спектрометрическое обнаружение, главным образом, клеточных мембран и подобных тканей, в частности, сложных липидов из подобных тканей, дает удивительные результаты. Поскольку распределения белков хорошо согласуются с закономерностями распределения, полученными иммуногистохимическими методами, распределение липидных компонентов методом прямой ионизации масс-спектрометрии ранее было относительными методами, что привело к появлению новой эры в изучении биологических препаратов. Десорбционная ионизация электрораспылением (DESI) была первым методом МС, который позволял неинвазивно тестировать любые объекты (или организмы) без подготовки проб, независимо от их формы или механических свойств. ^{[ 10 ]}

Масс-спектрометрия с быстрой испарительной ионизацией

Летом 2009 года масс-спектрометрия с быстрой испарительной ионизацией ( REIMS была описана ). Это метод второго поколения. В первую очередь информацию предоставляют липидные компоненты тканей, но различные молекулы метаболитов и некоторые белки также позволяют обнаружить. Важнейшее преимущество специфичности данных масс -спектрометрии находится на гистологическом уровне, обеспечивая возможность идентификации биологической ткани по химическому составу. Метод REIMS уникален тем, что, хотя необходимо использовать описанные выше методы масс-спектрометрии, специфичные для конкретного метода, разработанные источники ионов, он затруднителен в случае устройств источников ионов, используемых в хирургической практике. При работе различных инструментов для разрезания тканей, таких как диатермический нож, хирургический лазер или ультразвуковой распылитель тканей, образуется аэрозоль, имеющий состав, характерный для разреза ткани, который также содержит ионизированные клеточные конструкции.

Среди них с точки зрения использования метода REIMS важное значение имеют интактные мембранообразующие фосфолипиды , которые, с одной стороны, легко выявляются методом масс-спектрометрии , а с другой стороны, содержат совокупность характеристик конкретного типа ткани. Масс-спектрометрический анализ — это лишь один из вариантов разработки эффективной экстракционной системы, которая была необходима для разрезания операционного поля во время работы генерируемого аэрозольного масс-спектрометра. Для этой цели служит так называемая трубка Вентури, а также упомянутые выше хирургические насадки, модифицированные для выдувания через них аэрозолей. Анализ дымового газа в масс-спектрометре осуществляется мгновенно, в течение нескольких десятых секунды, в результате чего получаются тканеспецифичные масс-спектры фосфолипидов, что позволяет хирургу ответить менее чем за две секунды. Анализ собранных спектров производится с помощью специально разработанного для этой цели оценочного программного обеспечения. Программное обеспечение постоянно сравнивает поступающие данные во время операции, проверяет масс-спектры, хранящиеся в базе данных, присваивает соответствующий класс, а результат визуально отображается хирургу. Он также может предоставлять информацию хирургу посредством звукового сигнала. ^{[ 11 ]} Подсчитано, что точность идентификации тканей во время операции превышает 92%. ^{[ 12 ]}

Таким образом, метод пригоден для использования в хирургической среде для проведения измерений, а также в качестве части сложной системы идентификации тканей, используемой при хирургическом удалении опухоли, и может помочь хирургу на операционном поле с точными гистологическими исследованиями. картографирование. Масс-спектрометрия с быстрой испарительной ионизацией (REIMS) — это новый метод, который позволяет проводить электрохирургические разрезы с почти в реальном времени характеристикой тканей человека при анализе in vivo посредством анализа паров, выделяющихся в процессе обработки тканей и аэрозолей. Технология REIMS и электрохирургическая процедура дополняют принцип работы интеллектуального ножа iKnife диагностикой тканей. ^{[ 1 ]}

См. также

Инструменты, используемые в общей хирургии

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Балог, Дж; Саси-Сабо, Л; Кинросс, Дж; Льюис, MR; Мюрхед, LJ; Веселков, К; Мирнезами, Р; Дезсо, Б; Дамьянович, Л; Дарзи, А; Николсон, Дж. К.; Такац, З. (2013). «Интраоперационная идентификация тканей с использованием масс-спектрометрии с быстрой испарительной ионизацией». Наука трансляционной медицины . 5 (194): 194ра93. doi : 10.1126/scitranslmed.3005623 . ПМИД 23863833 . S2CID 206681695 .
^ Фелпс, Дэвид Л; Балог, Юлия; Гильдеа, Луиза Ф; Бодай, Жолт; Сэвидж, Адель; Эль-Бахрави, Мона А; Спеллер, Эбигейл ВМ; Розини, Франческа; Кудо, Хироми (май 2018 г.). «Хирургический интеллектуальный нож различает нормальные, пограничные и злокачественные гинекологические ткани с помощью быстрой масс-спектрометрии с испарительной ионизацией (REIMS)» . Британский журнал рака . 118 (10): 1349–1358. дои : 10.1038/s41416-018-0048-3 . ISSN 0007-0920 . ПМЦ 5959892 . ПМИД 29670294 .
^ Сент-Джон, Эдвард Р.; Балог, Юлия; Маккензи, Джеймс С.; Росси, Мерья; Ковингтон, апрель; Мюрхед, Лаура; Бодай, Жолт; Розини, Франческа; Спеллер, Эбигейл В.М. (декабрь 2017 г.). «Быстрая испарительная ионизационная масс-спектрометрия электрохирургических паров для выявления патологии молочной железы: к интеллектуальному ножу для хирургии рака молочной железы» . Исследование рака молочной железы . 19 (1): 59. дои : 10.1186/s13058-017-0845-2 . ISSN 1465-542X . ПМЦ 5442854 . ПМИД 28535818 .
^ Александр, Джеймс; Гильдеа, Луиза; Балог, Юлия; Спеллер, Эбигейл; Маккензи, Джеймс; Мюрхед, Лаура; Скотт, Аласдер; Контовунисиос, Христос; Рашид, Шанаваз (март 2017 г.). «Новая методология эндоскопического фенотипирования колоректального рака in vivo, основанная на анализе липидома слизистой оболочки в реальном времени: проспективное обсервационное исследование iKnife» . Хирургическая эндоскопия . 31 (3): 1361–1370. дои : 10.1007/s00464-016-5121-5 . ISSN 0930-2794 . ПМК 5315709 . ПМИД 27501728 .
^ Кэмерон, Саймон Дж.С.; Болт, Фрэнсис; Пердонес-Монтеро, Альваро; Рикардс, Тони; Хардиман, Кейт; Абдолрасули, Алиреза; Берк, Адам; Бодай, Жолт; Карани, Тамаш (декабрь 2016 г.). «Масс-спектрометрия с быстрой испарительной ионизацией (REIMS) обеспечивает точную идентификацию видов непосредственно из культуры в пределах рода Candida» . Научные отчеты . 6 (1): 36788. Бибкод : 2016NatSR...636788C . дои : 10.1038/srep36788 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5107957 . ПМИД 27841356 .
^ параметр.ск. «Американская компания купила венгерскую технологию Intelligent Knife» .
^ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ ХИРУРГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ИНТРАОПЕРАЦИОННАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТКАНЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ Тамаш Юлия Санисло Аспирант Доктор философии, научный сотрудник Золтан Такац Доктор философии, директор [электронная почта защищена] Центр прикладных исследований CellScreen Университета Земмельвейса Венгерская наука • 2012/6
^ ван Хоув и др., 2010. ^{[ нужна полная цитата ]}
^ Рёмпп, Андреас; Гюнтер, Сабина; Такац, Золтан; Шпенглер, Бернхард (2011). «Масс-спектрометрическая визуализация с высоким разрешением в массе и пространстве (HR2 MSI) для надежного исследования распределения лекарственных веществ на клеточном уровне». Аналитическая и биоаналитическая химия . 401 (1): 65–73. дои : 10.1007/s00216-011-4990-7 . ПМИД 21516518 . S2CID 206906670 .
^ Такац и др., 2004 г. ^{[ нужна полная цитата ]}
↑ Хит, Ник, «Умный нож, который помогает хирургам выявлять рак» , European Technology, 26 ноября 2014 г., распространяется в TechRepublic Daily Digest, TechRepublic.com, 27 ноября 2014 г.
^ Гольф, Оттмар; Стриттматтер, Николь; Карани, Тамаш; Прингл, Стивен Д.; Спеллер, Эбигейл В.М; Мроз, Анна; Кинросс, Джеймс М.; Абасси-Гади, Нима; Джонс, Эмрис А; Такац, Золтан (2015). «Платформа визуализации масс-спектрометрии с быстрой испарительной ионизацией для прямого картирования объемных тканей и сред для роста бактерий». Аналитическая химия . 87 (5): 2527–2534. дои : 10.1021/ac5046752 . hdl : 10044/1/45378 . ПМИД 25671656 .

Внешние ссылки

Исследование рака в Великобритании: «Умный нож» может отличить рак яичников от здоровых тканей. Может ли это сделать операцию более разумной? [1]
«Умный нож» сообщает хирургу, является ли ткань раковой, Сэм Вонг
Хирургический нож может обнаружить рак Таня Льюис, штатный автор | 10 октября 2013 г.
Хит, Ник, «Умный нож, который помогает хирургам выявлять рак» , European Technology, 26 ноября 2014 г., распространяется в TechRepublic Daily Digest, TechRepublic.com, 27 ноября 2014 г.
Дживан, Р; Кромвель, Д.А.; Тривелла, М; Лоуренс, Дж; Киринс, О; Перейра, Дж; Шеппард, К; Кэдди, CM; Ван дер Меулен, JH P (2012). «Уровень повторных операций после органосохраняющей операции по поводу рака молочной железы среди женщин в Англии: ретроспективное исследование статистики госпитальных эпизодов» . БМЖ . 345 : е4505. дои : 10.1136/bmj.e4505 . ПМЦ 3395735 . ПМИД 22791786 .
https://web.archive.org/web/20140322224442/http://www.doublexscience.org/iknife-excises-uncertainty-in-tumor-resection/

[Balog_et_al_2013-1] Jump up to: ^а ^б Балог, Дж; Саси-Сабо, Л; Кинросс, Дж; Льюис, MR; Мюрхед, LJ; Веселков, К; Мирнезами, Р; Дезсо, Б; Дамьянович, Л; Дарзи, А; Николсон, Дж. К.; Такац, З. (2013). «Интраоперационная идентификация тканей с использованием масс-спектрометрии с быстрой испарительной ионизацией». Наука трансляционной медицины . 5 (194): 194ра93. doi : 10.1126/scitranslmed.3005623 . ПМИД 23863833 . S2CID 206681695 .

[2] Фелпс, Дэвид Л; Балог, Юлия; Гильдеа, Луиза Ф; Бодай, Жолт; Сэвидж, Адель; Эль-Бахрави, Мона А; Спеллер, Эбигейл ВМ; Розини, Франческа; Кудо, Хироми (май 2018 г.). «Хирургический интеллектуальный нож различает нормальные, пограничные и злокачественные гинекологические ткани с помощью быстрой масс-спектрометрии с испарительной ионизацией (REIMS)» . Британский журнал рака . 118 (10): 1349–1358. дои : 10.1038/s41416-018-0048-3 . ISSN 0007-0920 . ПМЦ 5959892 . ПМИД 29670294 .

[3] Сент-Джон, Эдвард Р.; Балог, Юлия; Маккензи, Джеймс С.; Росси, Мерья; Ковингтон, апрель; Мюрхед, Лаура; Бодай, Жолт; Розини, Франческа; Спеллер, Эбигейл В.М. (декабрь 2017 г.). «Быстрая испарительная ионизационная масс-спектрометрия электрохирургических паров для выявления патологии молочной железы: к интеллектуальному ножу для хирургии рака молочной железы» . Исследование рака молочной железы . 19 (1): 59. дои : 10.1186/s13058-017-0845-2 . ISSN 1465-542X . ПМЦ 5442854 . ПМИД 28535818 .

[4] Александр, Джеймс; Гильдеа, Луиза; Балог, Юлия; Спеллер, Эбигейл; Маккензи, Джеймс; Мюрхед, Лаура; Скотт, Аласдер; Контовунисиос, Христос; Рашид, Шанаваз (март 2017 г.). «Новая методология эндоскопического фенотипирования колоректального рака in vivo, основанная на анализе липидома слизистой оболочки в реальном времени: проспективное обсервационное исследование iKnife» . Хирургическая эндоскопия . 31 (3): 1361–1370. дои : 10.1007/s00464-016-5121-5 . ISSN 0930-2794 . ПМК 5315709 . ПМИД 27501728 .

[5] Кэмерон, Саймон Дж.С.; Болт, Фрэнсис; Пердонес-Монтеро, Альваро; Рикардс, Тони; Хардиман, Кейт; Абдолрасули, Алиреза; Берк, Адам; Бодай, Жолт; Карани, Тамаш (декабрь 2016 г.). «Масс-спектрометрия с быстрой испарительной ионизацией (REIMS) обеспечивает точную идентификацию видов непосредственно из культуры в пределах рода Candida» . Научные отчеты . 6 (1): 36788. Бибкод : 2016NatSR...636788C . дои : 10.1038/srep36788 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5107957 . ПМИД 27841356 .

[6] параметр.ск. «Американская компания купила венгерскую технологию Intelligent Knife» .

[7] ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ ХИРУРГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ИНТРАОПЕРАЦИОННАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТКАНЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ Тамаш Юлия Санисло Аспирант Доктор философии, научный сотрудник Золтан Такац Доктор философии, директор [электронная почта защищена] Центр прикладных исследований CellScreen Университета Земмельвейса Венгерская наука • 2012/6

[8] ван Хоув и др., 2010. ^{[ нужна полная цитата ]}

[Rompp2011-9] Рёмпп, Андреас; Гюнтер, Сабина; Такац, Золтан; Шпенглер, Бернхард (2011). «Масс-спектрометрическая визуализация с высоким разрешением в массе и пространстве (HR2 MSI) для надежного исследования распределения лекарственных веществ на клеточном уровне». Аналитическая и биоаналитическая химия . 401 (1): 65–73. дои : 10.1007/s00216-011-4990-7 . ПМИД 21516518 . S2CID 206906670 .

[10] Такац и др., 2004 г. ^{[ нужна полная цитата ]}

[11] Хит, Ник, «Умный нож, который помогает хирургам выявлять рак» , European Technology, 26 ноября 2014 г., распространяется в TechRepublic Daily Digest, TechRepublic.com, 27 ноября 2014 г.

[12] Гольф, Оттмар; Стриттматтер, Николь; Карани, Тамаш; Прингл, Стивен Д.; Спеллер, Эбигейл В.М; Мроз, Анна; Кинросс, Джеймс М.; Абасси-Гади, Нима; Джонс, Эмрис А; Такац, Золтан (2015). «Платформа визуализации масс-спектрометрии с быстрой испарительной ионизацией для прямого картирования объемных тканей и сред для роста бактерий». Аналитическая химия . 87 (5): 2527–2534. дои : 10.1021/ac5046752 . hdl : 10044/1/45378 . ПМИД 25671656 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

v т и Медицинские инструменты и имплантаты
Diagnostics and research	Laboratory diagnosis & research Microbiology Pathology Radiology Toxicology
Sterilization	Microbiological sterilization, disinfection, quarantine & biological waste management
Fundamental clinical specializations	Dentistry General medicine General surgery
System non-specific clinical specializations	Anesthesiology Oncology Plastic surgery
System specific clinical specialties	Cardiology Dermatology Endocrinology Gastroenterology Nephrology Neurology Obstetrics & Gynecology Ophthalmology Orthopedics Otorhinolaryngology (ENT) Pulmonology Psychiatry Urology Vascular surgery
Post-mortem examinations	Anatomy Forensic sciences