ENGINEERINGNET.BE - Nog steeds worden artsen tijdens een biopsie ernstig belemmerd door het gebrek aan precisie van de naaldpuntlocatie. Bij longkankers bijvoorbeeld, blijkt 25% van de diagnoses door middel van traditionele biopsiemethoden in vals negatief te resulteren.
Door de integratie van een optische vezel in een biopsienaald kunnen verschillende types weefsel, bijvoorbeeld met en zonder kankercellen, worden belicht en gedifferentieerd via spectrale analyse.
Het ‘verstrooide’ licht wordt gebundeld en geleid naar een spectrometer die spectrale vingerafdrukken zoals water, vet en hemoglobine identificeert. Een tweede optische vezel, die de verschillende concentraties opmeet, geeft real-time feedback aan de arts tijdens de medische analyse.
Deze methode van weefseldetectie maakt een snelle en nauwkeurige diagnose mogelijk, waarmee de kankerbehandeling voor patiënten aanzienlijk vroeger kan opgestart worden. Een vroege detectie is vitaal om de overlevingskans en het herstel van elke patiënt substantieel te verhogen.
Prof. dr. Theo Ruers, hoogleraar chirurgische oncologie bij het Nederlands Kanker Instituut: "Deze technologieën kunnen gebruikt worden in slimme chirurgische toestellen als een biopsienaald, zodat de chirurg precies weet of hij/zij in kankerweefsel of in normaal weefsel snijdt. De resultaten van InSPECT maken het mogelijk om in de toekomst meer toepassingen te ontwikkelen zoals implanteerbare weefselsensoren."
De actuele spectroscopische systemen gebaseerd op diffuse reflectie (DRS) gebruiken een commercieel verkrijgbare halogeen lichtbron en twee spectrometers: één voor het zichtbare en nabij-infrarode gebied van het spectrum en één voor het kortegolf-infraroodgebied boven 1 um golflengte.
Binnen dit project werden twee spectrometersystemen ontwikkeld: een compacte breedband-spectrometer met een volume van 2,5cm³ op basis van diffractieve optica, en een spectrometersysteem op basis van Si-gebaseerde TriPleX-golfgeleidertechnologie die de spectrometer op een fotonisch geïntegreerd circuit integreert.
Verder is een nieuwe breedband-lichtbron ontwikkeld waarbij een halfgeleiderlaser luminescerende materialen exciteert. Hiervoor zijn nieuwe luminescerende materialen ontworpen die het spectrale bereik van 400 tot 1700 nm bestrijken en werd een prototype lichtbron gerealiseerd waarin deze materialen zijn verwerkt.
Over InSPECT
Het project wordt gecoördineerd door Philips in Nederland en brengt acht partners samen met expertise op het gebied van optica, fotonica, sensoren, integratie en medische technologie:
B-PHOT Vrije Universiteit Brussel (België), Xenics (Leuven), Anteryon (Nederland), Lionix International (Nederland), Aifotec (Duitsland), Avantes (Nederland) en het Fraunhofer Instituut voor Betrouwbaarheid en Micro-integratie (Duitsland).
Het project wordt gefinancierd door Horizon2020 binnen de Research and Innovation Action, in samenwerking met Photonics21.
Video:
