Тепло против рака: учёные создали комплекс, который контролирует нагрев опухоли точнее человеческого глаза

Современная онкология всё чаще опирается на миниинвазивные методы — операции, которые проводят через небольшие разрезы, снижая травматичность и ускоряя восстановление. Но у таких технологий есть важное ограничение: хирург не видит опухоль напрямую. Чтобы компенсировать эту "слепую зону", российские учёные создали прототип новой термометрической системы, позволяющей измерять температуру внутренних органов с высокой точностью. Данные обнародовал руководитель проекта Фёдор Кочетов, отметивший, что технология особенно важна при тепловом удалении раковых новообразований, где необходимо строго выдерживать нужный температурный диапазон.

Разработка объединяет несколько методов измерения — от оптоволоконных сенсоров до акустических анализаторов — и формирует точную цифровую модель области вмешательства. Это поможет хирургу "видеть" распределение температуры в режиме реального времени, избегать избыточного прогрева здоровых тканей и точнее воздействовать на опухоль.

Почему миниинвазивные операции нуждаются в точной термометрии

Миниинвазивные вмешательства активно заменяют традиционные открытые операции. Однако устранение прямого визуального контроля усложняет работу хирурга. Врач ориентируется на ультразвуковое изображение, которое не отражает ключевой параметр — текущую температуру тканей. А при удалении опухолей тепловым методом (микроволновым, радиочастотным и др.) именно температура определяет успех процедуры.

"Мы пришли к выводу, что миниинвазивные методы медленно заменяют другие операции по той причине, что врач теряет прямой визуальный контакт с объектом… Наша задача сделать это персонализированно и точно", — сказал руководитель проекта Фёдор Кочетов.

Учёные отмечают: возраст пациента, индивидуальные особенности тканей и физиологические факторы влияют на распределение тепла, поэтому стандартные модели часто дают большую погрешность. Новая система решает эту проблему.

Как работает новый термометрический комплекс

Разработка основана на объединении нескольких каналов измерений. Это не один датчик, а целая система, работающая синхронно.

Технологические элементы

Комплекс формирует цифровой двойник участка, где находится опухоль, и показывает распределение температуры в объёме ткани. Хирург видит, насколько нагрелась опухоль и не затронуты ли жизненно важные структуры вокруг.

Зачем это нужно в онкологии

Одним из перспективных направлений лечения является уничтожение опухолей микроволновым излучением. Такие аппараты уже есть в США и Китае, аналог создаётся в России. Микроволны нагревают опухоль, вызывая её разрушение, но при этом крайне важно:

• не перегреть здоровые ткани;
• удерживать целевой диапазон (обычно 60-100 °C);
• учитывать разную плотность и влажность тканей;
• контролировать процесс в реальном времени.

Система позволяет решать эти задачи одновременно и повышает контроль безопасности операции.

Советы шаг за шагом: как система будет использоваться в клинике

1. Пациента обследуют УЗИ/МРТ для уточнения размеров опухоли.

2. Перед операцией подключают датчики комплекса.

3. Врач видит температурные слои тканей в режиме реального времени.

4. Во время нагрева система предупреждает о рисках перегрева соседних структур.

5. После достижения нужного уровня нагрева комплекс подтверждает успешность процедуры.

6. Данные сохраняются для последующего анализа и планирования повторных вмешательств.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Некорректная оценка температуры → неполное разрушение опухоли → применение термокарт с цифровым двойником.
• Перегрев здоровых тканей → риск осложнений → многоуровневый контроль через акустические и оптоволоконные каналы.
• Универсальная схема нагрева → ошибки из-за индивидуальных особенностей пациента → персонализированные настройки системы.

А что если система станет стандартом?

Если такие комплексы внедрят массово, миниинвазивная онкохирургия изменится. У хирургов появится точность, сравнимая с традиционными методами, но без больших разрезов. Цифровые двойники органов могут стать обязательной частью операций, а методы теплового воздействия станут более распространёнными благодаря высокой безопасности.

Плюсы и минусы новой технологии

FAQ

Когда начнутся клинические испытания?
Старт назначен на 2027 год.

Для чего используется цифровой двойник?
Чтобы хирург видел температуру в глубине тканей и мог точнее управлять нагревом опухоли.

Можно ли использовать систему за пределами онкологии?
Да — для термографии органов, оценки воспалений, контроля процедур физиотерапии.

Мифы и правда

• Миф: термопары дают достаточно данных.
  Правда: одного датчика мало, нужно сочетание разных каналов.
• Миф: нагрев опухоли всегда безопасен.
  Правда: перегрев может повредить сосуды и нервы.
• Миф: миниинвазивные операции всегда точные.
  Правда: без температурного контроля погрешность велика.

Сон и психология

Психологические факторы тоже важны: миниинвазивные операции менее пугающие для пациентов, снижают стресс перед вмешательством и уменьшают период ограничения активности. Контролируемое тепловое воздействие с цифровой визуализацией делает процесс более предсказуемым, что положительно влияет на эмоциональное состояние пациента.

Три интересных факта

1. Температура опухоли может различаться от температуры соседних тканей на 5-10 °C.

2. Микроволновые методы нагрева позволяют разрушить опухоль за несколько минут.

3. Впервые цифровые двойники органов начали использовать в роботической хирургии.

Исторический контекст

• В 1980-х появились первые методы локального нагрева опухолей.
• В начале 2000-х начали развиваться миниинвазивные технологии с УЗИ-навигацией.
• В 2020-х стало возможным создавать цифровые модели органов прямо во время операции.
• Российский проект стал одним из первых, объединивших несколько типов сенсоров в единую систему.

Роль акселераторов и научных коллабораций

Проект стал победителем акселерационной программы "А:старт" и реализуется при участии учёных из Сеченовского университета, НГУ, институтов Академгородка, Нижнего Новгорода и Москвы. Такие коллаборации позволяют быстро внедрять глубокие научные разработки в медицину, объединяя инженеров, физиков и клиницистов.