Onderzoekers van University College London (UCL) hebben een innovatieve nieuwe handscanner ontwikkeld waarmee in slechts enkele seconden gedetailleerde driedimensionale foto akoestische beelden gemaakt kunnen worden. Dit biedt artsen nieuwe mogelijkheden om ziekten eerder te diagnosticeren.
Bij foto akoestische tomografie wordt gebruik gemaakt van door een laser gegenereerde ultrasone geluidsgolven om subtiele veranderingen (een vroege marker van ziekte) in aderen en slagaders tot 15 mm diep in menselijk weefsel visueel weer te geven.
Realtime 3D scans
Met hun onderzoek laat het UCL-team zien dat hun technologie foto akoestische tomografie (PAT) beeldvormende scans in realtime kan produceren waardoor artsen de beschikking krijgen over nauwkeurige en gedetailleerde beelden van bloedvaten. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Nature Biomedical Engineering.
De PAT-technologie is niet nieuw, maar met de huidige beschikbare scanners duurde het minimaal vijf minuten om een scan te maken. Gedurende het maken van een scan moesten patiënten, net als in een MRI bijvoorbeeld, volledig bewegingsloos blijven. Door die tijd, met de ontwikkeling van de nieuwe handscanner, terug te brengen tot een paar seconden is de beeldkwaliteit veel beter en de technologie ook veel geschikter voor het maken van scans bij mensen die zwak of ziek zijn.
“De snelheid waarmee de nieuwe scanner werkt voorkomt bewegingsgeïnduceerde vervaging en levert zeer gedetailleerde beelden van een kwaliteit die geen enkele andere scanner kan leveren. Het betekent ook dat beelden niet langer vijf minuten of langer duren, maar in realtime kunnen worden verkregen, waardoor het mogelijk wordt om dynamische fysiologische gebeurtenissen te visualiseren”, zegt professor Paul Beard van UCL Medical Physics and Biomedical Engineering en het Wellcome/EPSRC Center for Interventional and Surgical Sciences.
Veelbelovende tests
In het onderzoek testte het team de scanner tijdens preklinische tests op 10 patiënten met diabetes type 2, reumatoïde artritis of borstkanker, samen met zeven gezonde vrijwilligers. Bij drie patiënten met diabetes type 2 was de scanner in staat om gedetailleerde 3D-beelden te maken van de microvasculatuur in de voeten, waarbij vervormingen en structurele veranderingen in de vaten zichtbaar werden. De scanner werd gebruikt om de huidontsteking te visualiseren die in verband wordt gebracht met borstkanker.
“Bij een van onze patiënten zagen we gladde, gelijkmatige bloedvaten in de linkervoet en vervormde, kronkelige bloedvaten in hetzelfde gebied van de rechtervoet, wat wijst op problemen die in de toekomst tot weefselschade kunnen leiden. Fotoakoestische beeldvorming zou ons veel gedetailleerdere informatie kunnen geven om een vroege diagnose te vergemakkelijken, maar ook om de progressie van de ziekte meer in het algemeen beter te begrijpen”, vertelt Andrew Plumb, Associate Professor of Medical Imaging aan de UCL en senior auteur van het onderzoek.
Over drie tot vijf jaar in de praktijk
De nieuwe handscanner is nog niet geschikt voor gebruik in de praktijk. Dat zal, zo verwachten de onderzoekers, nog drie tot vijf jaar duren. Het doel is dat deze 3D handscanner dan kan helpen bij het diagnosticeren van kanker, hart- en vaatziekten en artritis. Daarvoor moet wel nog het nodige aan vervolgonderzoeken en tests uitgevoerd worden.
“We hebben de laatste jaren veel bereikt met foto akoestische beeldvorming, maar er waren nog steeds barrières voor het gebruik in de kliniek. De doorbraak in dit onderzoek is de versnelling van de tijd die nodig is om beelden te verkrijgen, die 100 tot 1000 keer sneller is dan bij eerdere scanners”, aldus professor Beard.
