Ny håndholdt scanner kan finde kræfttumorer med stor præcision
En håndholdt scanner kan ved hjælp af detaljerede 3D-billeder af bittesmå strukturer i kroppen give mulighed for tidligere diagnosticering af sygdomme som kræft og gigt.
I et studie, som er publiceret i Nature Biomedical Engineering, viser et forskerhold fra University College London (UCL), at deres håndholdte scannere kan levere et fotoakustisk billede til læger i realtid. Ved hjælp af en specifik type billedteknologi, kaldet fotoakustisk tomografi (PAT), bruger scanneren ultralydsbølger til at visualisere subtile ændringer i vener og arterier. Indtil nu har PAT-teknologien været for langsom til at give billeder af høj nok kvalitet til at blive brugt af klinikere, og patienterne har skullet ligge meget stille under scanningen for at sikre, at billederne ikke blev slørede. Fordi det kun tager et par sekunder med den nye scanner, giver den langt bedre billeder og er meget mere velegnet til folk, der er svage.
”Gennembruddet i denne undersøgelse er accelerationen i den tid, det tager at erhverve billeder, som er mellem 100 og 1.000 gange hurtigere end tidligere scannere. Disse tekniske fremskridt gør systemet velegnet til klinisk brug for første gang, hvilket giver os mulighed for at se på aspekter af menneskelig biologi og sygdom, som vi ikke har været i stand til før,” siger professor Paul Beard, leder af Photoacoustic Imaging Group ved UCL til Cancer Research UK.
PAT-scannere blev udviklet i år 2000 og virker ved at affyre meget korte laserudbrud mod kropsvæv. Noget af denne energi absorberes, afhængigt af farven på målet, hvilket forårsager en lille stigning i varme og tryk, som derefter genererer en svag ultralydsbølge, der indeholder information om vævet. Hele denne proces foregår på blot en brøkdel af et sekund.
I tidligere forskning opdagede fysikere og ingeniører ved UCL (ledet af Paul Beard), at ultralydsbølgen kan detekteres ved hjælp af lys. Og i begyndelsen af 2000'erne udviklede forskerne et system, hvor pulserende laserlys absorberet af væv genererede ultralydsbølger, som derefter blev detekteret af ultralydstransducere. Dette blev et af de første systemer, der blev brugt i en PAT-scanner. Resultaterne afslørede vævsstrukturer, som aldrig var set før. For første gang havde forskere et ikke-invasivt værktøj til at se på ændringer i små blodkar, som ofte kan overses af andre billeddiagnostiske tests, såsom MR-scanninger.
I den nye undersøgelse forsøgte UCL-forskerne at overvinde hastighedsproblemet ved at reducere den tid, der var nødvendig for at erhverve billeder. De opnåede dette ved at lave innovationer i scannerdesignet og den matematik, der blev brugt til at generere billederne. De nye PAT-scannere kan måle ultralyden på flere punkter over vævsoverfladen på samme tid, hvilket reducerer billedfremkaldelsestiden betydeligt. Kræft er i stand til at kapre blodbanen og hurtigt opbygge uregelmæssige netværk af bittesmå kar, der hjælper med at sætte skub i tumorens vækst. Den nye forskning giver muligheden for at se disse netværk for første gang med virkelig høje detaljeringsniveauer.