Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Europejscy badacze zaprezentowali nową metodę wykonywania zdjęć ultrasonograficznych (USG). Wykorzystuje ona mikroskopijne pęcherzyki wypełnione gazem, posiadające zdolność swoistego wiązania się z komórkami nowotworowymi. Technologia umożliwia znaczne zwiększenie precyzji i wiarygodności wykrywania guzów.

Powszechnie wiadomo, że im szybciej wykryty jest nowotwór, tym większa jest szansa pacjenta na przeżycie i szybki powrót do zdrowia. Jednym z podstawowych problemów onkologii jest jednak brak skutecznych i łatwo dostępnych metod pozwalających na wykrycie zmian na wczesnym etapie rozwoju. Być może opracowana właśnie technologia pozwoli na poprawę sytuację chorych.

Zaprezentowana technika wykorzystuje ultradźwięki - fale o częstotliwości wyższej od fal dźwiękowych, posiadające zdolność do penetracji ludzkich tkanek. Analiza sygnału powstającego w wyniku odbicia od wewnętrznych struktur organizmu pozwala na stworzenie mapy ich rozmieszczenia, która wizualizowana jest najczęściej w postaci czarno-białego obrazu podobnego do zdjęcia zamieszczonego na górze tej notki.

Aby zwiększyć czułość niektórych badań obrazowych (np. tomografii komputerowej), często stosuje się tzw. kontrast, czyli cząsteczki silnie odróżniające się od otaczających tkanek i pozwalające na precyzyjną ich lokalizację. Przyjmują one kilka form, mogą np. wypełniać całe światło naczynia krwionośnego i pozwalać na zbadanie jego kształtu lub wychwytywać wyłącznie określone struktury w organizmie, umożliwiając tym samym ustalenie ich położenia. Zaproponowana metoda pasuje do drugiego z opisywanych modeli.

Prace nad urządzeniem były finansowane przez Unię Europejską w ramach projektu TAMIRUT (ang. targeted micro-bubbles and remote ultrasound transduction - celowane mikropęcherzyki i zdalna transdukcja ultradźwięków). Sercem technologii są mikroskopijne bańki wypełnione gazem, do których przyłączone są przeciwciała - cząsteczki zdolne do wybiórczego wiązania określonych molekuł. Na potrzeby przedsięwzięcia zastosowano przeciwciała wychwytujące białka powierzchniowe występujące na komórkach nowotworowych.

Dzięki temu, że przeciwciała wyszukują i selektywnie wiążą komórki guza, możliwe jest uzyskanie dużego ich skupienia w jednym miejscu. Pęcherzyki gazu zamknięte w bańkach także odgrywają istotną rolę w diagnostyce, gdyż doskonale powstrzymują rozchodzenie się fal ultradźwiękowych wewnątrz tkanki. Pozwala to na precyzyjne wykrycie komórek wykazujących produkcję patologicznego białka.

Badania wskazują, że techologia działa poprawnie, lecz jej czułość wciąż nie zadowala jej autorów. Celem kolejnych eksperymentów będzie optymalizacja emisji ultradźwięków oraz zbierania i analizy danych, dzięki czemu możliwe będzie uzyskanie bardziej wiarygodnych danych oraz większej czułości analizy.

Jak tłumaczy Alessandro Nencioni, badacz zaangażowany w projekt TAMIRUT, naszym ostatecznym celem jest eliminacja lub znaczne ograniczenie problemu wyników fałszywie negatywnych [tzn. niewykrywania guzów tam, gdzie one są - red.]. Umożliwiłoby to stworzenie drugiego poziomu kontroli obok testowania krwi. [Nasza technologia] jest czuła, swoista i umożliwia badanie całego organu, co jest niemożliwe przy zastosowaniu biopsji.

Zanim metoda zostanie dopuszczona do rutynowego stosowania w warunkach klinicznych, niezbędna będzie seria żmudnych testów oceniających jej skuteczność i przydatność. Oznacza to, że miną jeszcze co najmniej trzy lata, zanim doczekamy się upowszechnienia dzieła badaczy skupionych wokół TAMIRUT.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas International Solid-State Circuits Conference uczeni z Uniwersytetu Stanforda zaprezentowali niewielki implant, zdolny do kontrolowania swej trasy w układzie krwionośnym człowieka. Ada Poon i jej koledzy stworzyli urządzenie zasilane za pomocą fal radiowych. Implant można więc wprowadzić do organizmu człowieka, kontrolować jego trasę i nie obawiać się, że np. wyczerpią się baterie.
      Takie urządzenia mogą zrewolucjonizować technologię medyczną. Ich zastosowanie będzie bardzo szerokie - od diagnostyki do minimalnie inwazyjnej chirurgii - mówi Poon. Jej implant będzie mógł wędrować przez układ krwionośny, dostarczać leki do wyznaczonych miejsc, przeprowadzać analizy, a być może nawet rozbijać zakrzepy czy usuwać płytki miażdżycowe.
      Naukowcy od kilkudziesięciu lat starają się skonstruować podobne urządzenie. Wraz z postępem technologicznym coraz większym problemem było zasilanie takich urządzeń. Sam implant można było zmniejszać, jednak zasilające go baterie pozostawały dość duże - stanowiąc często połowę implantu - i nie pozwalały mu na zbyt długą pracę. Potrafiliśmy znacząco zminiaturyzować części elektroniczne i mechaniczne, jednak miniaturyzacja źródła energii za tym nie nadążała. To z kolei ograniczało zastosowanie implantów i narażało chorego na ryzyko korozji baterii, ich awarii, nie mówiąc już o ryzyku związanym z ich wymianą - mówi profesor Teresa Meng, która również brała udział w tworzeniu implantu.
      Urządzenie Poon wykorzystuje zewnętrzny nadajnik oraz odbiornik znajdujący się w implancie. Wysyłane przez nadajnik fale radiowe indukują w cewce odbiornika prąd. W ten sposób urządzenie jest bezprzewodowo zasilane.
      Opis brzmi bardzo prosto, jednak naukowcy musieli pokonać poważne przeszkody. Uczeni od 50 lat myśleli o zasilaniu w ten sposób implantów, jednak przegrywali z... matematyką. Wszelkie wyliczenia pokazywały, że fale radiowe o wysokiej częstotliwości natychmiast rozpraszają się w tkankach, zanikając wykładniczo w miarę wnikania do organizmu. Fale o niskiej częstotliwości dobrze przenikają do tkanek, jednak wymagałyby zastosowania anteny o średnicy kilku centymetrów, a tak dużego urządzenia nie można by wprowadzić do układu krwionośnego. Skoro matematyka stwierdzała, że jest to niemożliwe, nikt nie próbował sprzeciwić się jej regułom.
      Poon postanowiła jednak przyjrzeć się wykorzystywanym modelom matematycznym i odkryła, że większość uczonych podchodziła do problemu niewłaściwie. Zakładali bowiem, że ludzkie mięśnie, tłuszcz i kości są dobrymi przewodnikami, a zatem należy w modelach wykorzystać równania Maxwella. Uczona ze Stanforda inaczej potraktowała ludzką tkankę. Uznała ją za dielektryk, czyli niejako rodzaj izolatora. To oznacza, że nasze ciała słabo przewodzą prąd. Jednak nie przeszkadza to zbytnio falom radiowym. Poon odkryła też, że tkanka jest dielektrykiem, który charakteryzują niewielkie straty, co oznacza, że dochodzi do małych strat sygnału w miarę zagłębiania się w tkankę. Uczona wykorzystała różne modele matematyczne do zweryfikowania swoich spostrzeżeń i odkryła, że fale radiowe wnikają w organizm znacznie głębiej niż sądzono.
      Gdy użyliśmy prostego modelu tkanki do przeliczenia tych wartości dla wysokich częstotliwości odkryliśmy, że optymalna częstotliwość potrzebna do bezprzewodowego zasilania wynosi około 1 GHz. Jest więc około 100-krotnie wyższa niż wcześniej sądzono - mówi Poon. To oznacza też, że antena odbiorcza w implancie może być 100-krotnie mniejsza. Okazało się, że jej powierzchnia może wynosić zaledwie 2 milimetry kwadratowe.
      Uczona stworzyła implanty o dwóch różnych rodzajach napędu. Jeden przepuszcza prąd elektryczny przez płyn, w którym implant się porusza, tworząc siły popychające implant naprzód. Ten typ implantu może przemieszczać się z prędkością ponad pół centymetra na sekundę. Drugi typ napędu polega na ciągłym przełączaniu kierunku ruchu prądu, przez co implant przesuwa się podobnie do napędzanej wiosłami łódki.
      Jest jeszcze sporo do udoskonalenia i czeka nas wiele pracy zanim takie urządzenia będzie można stosować w medycynie - mówi Poon.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas International Solid-State Circuits Conference uczeni z Uniwersytetu Stanforda zaprezentowali niewielki implant, zdolny do kontrolowania swej trasy w układzie krwionośnym człowieka. Ada Poon i jej koledzy stworzyli urządzenie zasilane za pomocą fal radiowych. Implant można więc wprowadzić do organizmu człowieka, kontrolować jego trasę i nie obawiać się, że np. wyczerpią się baterie.
      Takie urządzenia mogą zrewolucjonizować technologię medyczną. Ich zastosowanie będzie bardzo szerokie - od diagnostyki do minimalnie inwazyjnej chirurgii - mówi Poon. Jej implant będzie mógł wędrować przez układ krwionośny, dostarczać leki do wyznaczonych miejsc, przeprowadzać analizy, a być może nawet rozbijać zakrzepy czy usuwać płytki miażdżycowe.
      Naukowcy od kilkudziesięciu lat starają się skonstruować podobne urządzenie. Wraz z postępem technologicznym coraz większym problemem było zasilanie takich urządzeń. Sam implant można było zmniejszać, jednak zasilające go baterie pozostawały dość duże - stanowiąc często połowę implantu - i nie pozwalały mu na zbyt długą pracę. Potrafiliśmy znacząco zminiaturyzować części elektroniczne i mechaniczne, jednak miniaturyzacja źródła energii za tym nie nadążała. To z kolei ograniczało zastosowanie implantów i narażało chorego na ryzyko korozji baterii, ich awarii, nie mówiąc już o ryzyku związanym z ich wymianą - mówi profesor Teresa Meng, która również brała udział w tworzeniu implantu.
      Urządzenie Poon wykorzystuje zewnętrzny nadajnik oraz odbiornik znajdujący się w implancie. Wysyłane przez nadajnik fale radiowe indukują w cewce odbiornika prąd. W ten sposób urządzenie jest bezprzewodowo zasilane.
      Opis brzmi bardzo prosto, jednak naukowcy musieli pokonać poważne przeszkody. Uczeni od 50 lat myśleli o zasilaniu w ten sposób implantów, jednak przegrywali z... matematyką. Wszelkie wyliczenia pokazywały, że fale radiowe o wysokiej częstotliwości natychmiast rozpraszają się w tkankach, zanikając wykładniczo w miarę wnikania do organizmu. Fale o niskiej częstotliwości dobrze przenikają do tkanek, jednak wymagałyby zastosowania anteny o średnicy kilku centymetrów, a tak dużego urządzenia nie można by wprowadzić do układu krwionośnego. Skoro matematyka stwierdzała, że jest to niemożliwe, nikt nie próbował sprzeciwić się jej regułom.
      !RCOL
      Poon postanowiła jednak przyjrzeć się wykorzystywanym modelom matematycznym i odkryła, że większość uczonych podchodziła do problemu niewłaściwie. Zakładali bowiem, że ludzkie mięśnie, tłuszcz i kości są dobrymi przewodnikami, a zatem należy w modelach wykorzystać równania Maxwella. Uczona ze Stanforda inaczej potraktowała ludzką tkankę. Uznała ją za dielektryk, czyli niejako rodzaj izolatora. To oznacza, że nasze ciała słabo przewodzą prąd. Jednak nie przeszkadza to zbytnio falom radiowym. Poon odkryła też, że tkanka jest dielektrykiem, który charakteryzują niewielkie straty, co oznacza, że dochodzi do małych strat sygnału w miarę zagłębiania się w tkankę. Uczona wykorzystała różne modele matematyczne do zweryfikowania swoich spostrzeżeń i odkryła, że fale radiowe wnikają w organizm znacznie głębiej niż sądzono.
      Gdy użyliśmy prostego modelu tkanki do przeliczenia tych wartości dla wysokich częstotliwości odkryliśmy, że optymalna częstotliwość potrzebna do bezprzewodowego zasilania wynosi około 1 GHz. Jest więc około 100-krotnie wyższa niż wcześniej sądzono - mówi Poon. To oznacza też, że antena odbiorcza w implancie może być 100-krotnie mniejsza. Okazało się, że jej powierzchnia może wynosić zaledwie 2 milimetry kwadratowe.
      Uczona stworzyła implanty o dwóch różnych rodzajach napędu. Jeden przepuszcza prąd elektryczny przez płyn, w którym implant się porusza, tworząc siły popychające implant naprzód. Ten typ implantu może przemieszczać się z prędkością ponad pół centymetra na sekundę. Drugi typ napędu polega na ciągłym przełączaniu kierunku ruchu prądu, przez co implant przesuwa się podobnie do napędzanej wiosłami łódki.
      Jest jeszcze sporo do udoskonalenia i czeka nas wiele pracy zanim takie urządzenia będzie można stosować w medycynie - mówi Poon.
       
    • By KopalniaWiedzy.pl
      O ultradźwiękach w roli męskiego środka antykoncepcyjnego myślano już 40 lat temu. Naukowców, którzy ostatnio analizowali tamte badania, interesowało, jakie rezultaty można uzyskać za pomocą współczesnego sprzętu. Okazało się, że w czasie eksperymentów na szczurach liczebność plemników spadła do takiego stopnia, że u ludzi wiązałoby się to z niepłodnością (Reproductive Biology and Endocrinology).
      Pracami zespołu ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Karoliny Północnej kierował dr James Tsuruta. Zauważono, że zabieg polegający na wielokrotnym obwiedzeniu jąder głowicą USG - zastosowano ultradźwięki o częstotliwości 3 MHz - eliminuje większość gamet.
      Najlepsze rezultaty osiągano przy dwóch 15-minutowych sesjach, które wykonywano w odstępie 2 dni. Skórę pokrywano roztworem soli fizjologicznej, spełniającej rolę przewodnika ultradźwięków, a jądra rozgrzewano do temperatury 37 st. Celsjusza. Wskaźnik liczebności plemników spadał wtedy do zera (na tył najądrza przypadały 3 mln ruchliwych plemników).
      Tsuruta wyjaśnia, że Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) za oligospermię, czyli zbyt niską liczbę plemników w nasieniu, uznaje wartości niższe niż 15 mln plemników na mililitr. Choć taka metoda antykoncepcyjna byłaby niewątpliwie tania, w ramach przyszłych badań trzeba jeszcze określić, jak długo efekt potraktowania ultradźwiękami się utrzymuje i czy wielokrotne powtarzanie zabiegu jest bezpieczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nieinwazyjnie płeć dziecka można określić na usg. dopiero w 2. trymestrze ciąży, wygląda jednak na to, że niecierpliwi przyszli rodzice nie będą już musieli tyle czekać. By rozstrzygnąć, czy urodzi się chłopczyk, czy dziewczynka, wystarczy w 1. trymestrze określić stosunek enzymów DYS14 i GAPDH w matczynym osoczu (FASEB Journal).
      Generalnie wczesne określanie płci było [wcześniej] możliwe dzięki inwazyjnym procedurom, takim jak biopsja kosmówki czy punkcja owodni. Nadal wiążą się one jednak z 1-2-proc. ryzykiem poronienia i nie mogą być przeprowadzane do 11. tygodnia ciąży. Ponadto wiarygodne określenie płci za pomocą ultrasonografii nie jest możliwe w pierwszym trymestrze, bo zewnętrzne narządy płciowe nie są jeszcze w pełni rozwinięte - wyjaśnia dr Hyun Mee Ryu ze Szkoły Medycznej KwanDong University w Seulu.
      Koreańczycy badali osocze 203 kobiet w pierwszym trymestrze ciąży. Potwierdzono obecność płodowego DNA. Dzięki zastosowaniu zwielokrotnionej łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR) w czasie rzeczywistym naukowcy mogli jednocześnie określić poziom DYS14 i GAPDH. Wyniki potwierdzono, odnotowując płeć dziecka po narodzinach.
×
×
  • Create New...