Ученые ИПФ РАН создали новую модель диагностики тканей человека по упругости

Нижегородские ученые создали новую модель диагностики тканей человека. Ее использовали для проверки онко-патологий по отличиям их упругих свойств от ткани в норме, рассказали в пресс-службе ИПФ РАН.

Надавить и проанализировать

Как поясняют ученые, упругость здоровой и больной ткани отличается — например, при сжатии они по-разному «набирают» жесткость. Изучить уровень этой жесткости можно за счет ультразвуковой эластографии или же оптической когерентной томографии (ОКТ), просто прикладывая биоткань, оказывая на нее воздействие и анализируя получившиеся деформации.

Изначально ученые считали, что ткань деформируется в той мере, на сколько была оказана на нее нагрузка. Однако с годами выяснилось, что большинство биотканей ведут себя по-разному. Например, упругий модуль ткани опухоли при деформировании может менять несколько раз — ученые называют это явление «нелинейная упругость». При этом именно такая черта позволяет отличать доброкачественную опухоль от злокачественной, а также выделять злокачественные опухоли разного типа.

Открытие нижегородцев

Исследователи ИПФ РАН разработали модель, которая описывает, как меняются упругие свойства тканей под воздействием нагрузки. Для этого они провели аналогию с трещиноватыми горными породами, которые при нагружении из-за постепенного закрытия трещин становятся значительно более жесткими. В биотканях тоже есть различные «неплотности», поры, которые ведут себя похожим образом, так что при увеличении нагрузки ткани тоже становятся более жесткими.

«Модель хорошо описывает нелинейные зависимости напряжение-деформация для различных типов и состояний тканей. Она позволяет предложить четкие критерии дифференцирования таких типов для широкого класса биомедицинских проблем», – рассказывает заведующий лабораторией волновых методов исследования структурно-неоднородных сред, член-корреспондент РАН Владимир Зайцев.

Модель опробовали с самыми разными видами тканей совместно с коллегами из ПИМУ и нижегородского онкодиспансера и доказали ее высокую эффективность для получения диагностических заключений. Также ученым удалось сформулировать данные по нелинейно-упругим свойствам для семи типов различных тканей — это роговица глаза, перикард, ткани модельных опухолей на мышах, ткани рака груди, лимфоузлы, в том числе с метастазами, ткани тонкого кишечника и различные стенки сосудов с бляшками.

Пока что ученые проверяют еще одну возможную область применения ОКТ-эластографии. Она связана с визуализацией проникновения в биоткани различных веществ, применяемых в составе медицинских средств и косметики. Первые результаты уже достигнуты.

Ранее на сайте pravda-nn.ru сообщалось, что нижегородские ученые создали помощник для работы с узбекским языком.