De afgelopen twintig jaar heeft er een ware wetenschappelijke revolutie plaatsgevonden op het gebied van biomedische echografie, dankzij de introductie van nieuwe natuurkundige concepten en nieuwe technologieën. Dat stelde professor Mickael Tanter vorige week in zijn live gestreamde Boerhaave-lezing. Tanter, een expert in biomedische echografie en golffysica, onderzocht hoe deze vooruitgang voorbij conventionele echografie zich vertaalt in meer dan technologische sprongen, en de komst van nieuwe beeldvormingsmethoden voor zowel screening als diagnostiek.
De introductie van nieuwe natuurkundige concepten en opkomende technologieën in biomedische echografie hebben de drie fundamentele parameters van deze breed gebruikte klinische beeldvormingsmodaliteit ‘gebroken’ in meerdere ordes van grootte, aldus Tanter in zijn lezing met de titel ‘A new era in Biomedical Ultrasound’.
- Ten eerste heeft de introductie van ultrasnelle ultrasone vlakke golftransmissies de temporele resolutie van ultrageluid van 50 frames per seconde tot meer dan 10.000 frames per seconde verhoogd.
- Ten tweede leidde de introductie van ultrasnelle Doppler-beeldvorming tot een 50-voudige toename van de ultrasone gevoeligheid voor de bloedstroom.
- Ten derde leidde de uitvinding van ultrasone lokalisatiemicroscopie tot een 50-voudige toename van de ruimtelijke resolutie van ultrasone beeldvorming.
Nieuwe mogelijkheden in echografie
Met ultrasnelle beeldvorming is het mogelijk geworden om de voorbijgaande voortplanting van schuifgolven (‘shear waves’) in organen te volgen en kwantitatieve kaarten van de orgaanstijfheid te reconstrueren. Dergelijke Shear Wave Elastography verbetert sterk de diagnostische mogelijkheden van echografie voor kankerdiagnose, fibrosestadiëring of de studie van cardiovasculaire pathologieën.
Met ultrasnelle Doppler-beeldvorming werd het mogelijk om kleinere bloedvaten te detecteren en voor het eerst neurofunctionele beeldvorming van de hersenactiviteit uit te voeren met behulp van ultrasone golven. Functionele echografie (fUS-beeldvorming) is hard op weg een volwaardige modaliteit voor neuro-imaging te worden.
Tot slot is het door ultrasnelle beeldvorming en de intraveneuze injectie van gasmicrobellen te combineren, mogelijk geworden om niet-invasief de bloedvatenstructuur van het hele orgaan in kaart te brengen en de hemodynamiek te kwantificeren tot aan de microscopische resolutie en het capillaire bed.
Nieuwe inzichten
Op deze manier lossen technieken zoals de ultrasone lokalisatiemicroscopie voor het eerst het probleem van in vivo niet-invasieve beeldvorming op microscopische schaal diep in organen op, concludeerde Tanter. Behalve fundamentele neurowetenschap of beroerte-diagnose, zal het zeker nieuwe inzichten opleveren in het begrip van tumorangiogenese.
