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より良い生検？高速3Dカメラが未来につながるかもしれない

By Natalie Sabin

2022年5月24日 - 生検は、100年以上にわたって医療現場で使用されてきたが、あまり変わっていない。生体組織（細胞の集まり）を体から切り出し、ブロックに埋め込み、薄くスライスしてスライドに取り付け、色素で染色する。病理医が顕微鏡でサンプルを分析する。結果は2〜10日後に出るが、患者やその家族は緊張して待つことになる。

コロンビア大学の技術者たちは、生検を待望のアップグレードすることに取り組んでいる。Elizabeth Hillman博士と彼女のチームは、体内から細胞を取り出すことなく、生きた細胞の写真を素早く撮影できる高速3D顕微鏡を開発しました。

その結果 非侵襲的なアプローチで、より早く結果を得ることができるのです。

医療用画像処理と『マトリックス』の出会い

しかし、ほとんどの顕微鏡は小さな2次元画像しか得られず、重要な部分を見ることができません。

「組織は深さが異なると見え方が変わります」とヒルマン氏は言います。「もし、組織の3D画像があれば、異なるレベルで見ることができます。

今までは、その深さを調べるには、メスが必要でした。しかし、ヒルマンと彼女のチームが開発したMediSCAPEと呼ばれる技術では、小さなプローブを組織上でドラッグするだけでよいのです。このプローブは、生きた細胞の写真を非常に高速で撮影し、組織の小さな特徴を大規模な3Dビューにする。

2Dスキャンと3Dスキャンの違いは、平面のポラロイド写真と『マトリックス』の「バレットタイム」のシーンを比較するようなもので、2Dスキャンと3Dスキャンの違いは、平面のポラロイド写真と『マトリックス』の「バレットタイム」のシーンを比較するようなものです。高速で様々な角度から撮影された画像は、2D画像では捉えられない詳細さと正確さを備えています。

この鮮明な画像によって、外科医は健康な組織とそうでない組織を見分けることができ、腫瘍をどのように切り取れば病気の組織が残らないかを判断することができるのです。そして何より、画像が正常であれば、その組織はそのまま患者の体内に留まることができるのです。

この技術は、腫瘍の発見だけでなく、「神経、脂肪、筋肉、軟骨、瘢痕組織など、さまざまな種類の組織を素早く識別して外科医を誘導するのにも有用です」とヒルマン教授は言う。

より安全な生検の実現は？

Hillman氏は、高速3D画像はすべての生検を置き換えるものではないと注意を促しています。しかし、MediSCAPEは、脳のような繊細な部位の検査に特に有効です。貴重な組織を切除してしまうと、機能喪失や腫れ、発作、脳卒中につながる恐れがあるからです。

この技術の初期の用途は、脳、腹部、子宮頸部、耳鼻咽喉科など、患者の組織が露出する開腹手術や、複雑なロボット手術のガイドになる可能性が高い、と彼女は述べている。

しかし、この研究はこの技術が可能であることを証明しているが、この技術が主流となるにはさらに5年以上かかるだろうとヒルマン氏は言う。この先、さらに多くの臨床試験が待ち受けている。