Ręczny skaner do wykrywania schorzeń

Laser diodowy pulsacyjny wbudowany w sondę ultradźwiękową. To wystarczyło doktorantowi z Uniwersytetu w Twente, Pimowi van den Bergowi, aby połączyć technologię ultradźwiękową z fotoakustyczną w jednym ręcznym urządzeniu, które potrafi zajrzeć pod skórę pacjenta.

Konkretnie, po przyłożeniu urządzenia do skóry pacjenta, emituje ono krótkie impulsy laserowe, które generują światło uderzając w naczynia krwionośne i inne tkanki. Światło z kolei wytwarza ciepło i niewielki wzrost ciśnienia, który skutkuje powstaniem fali dźwiękowej przechwytywanej przez urządzenie. To część fotoakustyczna.

Obrazowanie ultradźwiękowe z kolei przesyła dźwięk do wnętrza organizmu. Dźwięk odbija się od przeszkód wytwarzając fale, które także mogą być wykrywane na skórze pacjenta.

Trzy studia przypadku

Na chwilę obecną urządzenie nie jest w stanie badać głębiej niż 15 milimetrów, ale jest już nowy europejski projekt, którego celem jest zwiększenie tego zasięgu. Jak informuje uczelnia, pierwszych zastosowań medycznych można się spodziewać „w niedługim czasie”.

Badania van den Berga – finansowane częściowo w ramach projektu FULLPHASE – skupione były na trzech przypadkach zastosowania: wykrywanie zapalenia stawów i marskości wątroby u zwierząt laboratoryjnych oraz pomiar prędkości przepływu krwi.

W trakcie pierwszej serii eksperymentów van den Berg zademonstrował, że jego urządzenie jest w stanie umożliwić diagnozę stanu zapalnego u pacjentów cierpiących na reumatoidalne zapalenie stawów. „Zbadaliśmy tym urządzeniem palce z zapaleniem i bez” – wyjaśnia. „Różnica jest wyraźna. Metoda ta pokazuje liczne dodatkowe naczynia krwionośne tworzące się wokół obszaru zapalenia”. Choć potrzebne są dalsze badania w celu określenia stopnia zapalenia, samo wykluczenie lub wykrycie obecności zapalenia jest już dużą pomocą dla lekarzy, którzy obecnie muszą polegać na własnej percepcji przy diagnozowaniu stanów zapalnych.

Kolejnym osiągnięciem było wykrycie marskości wątroby u zwierząt laboratoryjnych. W ramach prowadzonych aktualnie prac nad nowymi lekami na to schorzenie zastosowanie urządzenia FULLPHASE umożliwiło monitorowanie postępu choroby i ocenianie skuteczności leków przez dłuższe okresy, co pozwoliło zmniejszyć liczbę myszy poddawanych testom.

Ostatnia rzecz to użycie technologii do pomiaru przepływu krwi. We współpracy z University College London van den Berg wykorzystał urządzenie do zmierzenia przepływu krwi i ilościowego określenia stanu zapalnego. „Test zakończył się pełnym powodzeniem” – stwierdził. „Chcielibyśmy dowiedzieć się, jak szybko przepływa krew, ile naczyń krwionośnych jest w pobliżu miejsca zapalenia oraz jakie jest stężenie tlenu i składników odżywczych. Te informacje powiedzą nam więcej o zapaleniu”. Za pomocą tego systemu można mierzyć składowe krwi oraz relacje między nimi.

„W warunkach laboratoryjnych zdołaliśmy wykonać doskonałe pomiary. Następny krok to sprawdzenie, czy urządzenie jest w stanie wykonać takie same pomiary na organizmie człowieka” – konkluduje Pim van den Berg.

Więcej informacji:
witryna projektu