ENGINEERINGNET.NL -- Met fotoakoestische detectie kan de chirurg al tijdens de operatie kijken welke klieren zijn aangetast en welke niet. Dit zou het aantal onnodige complicaties na de operatie kunnen verminderen, terwijl al het aangetaste weefsel wel wordt weggenomen.
Zekerheid over uitzaaiingen in de weggenomen lymfeklieren krijgt de arts nu pas na een paar dagen, na uitvoerig laboratoriumonderzoek. Zou uitsluitsel al tíjdens de operatie mogelijk zijn, dan is een extra operatie te voorkomen en hoeft ook niet onnodig veel weefsel weggenomen te worden, met alle complicaties vandien.
Omdat de omstandigheden in een OK beperkingen stellen aan de toepassing van beeldvormingstechnieken, zoals een MRI-scan, kan detectie alleen maar plaatsvinden met een techniek die geen inbreuk maakt op de operatie omstandigheden.
Bij fotoakoestiek – combinatie van licht en geluid - wordt het weefsel belicht met een laser, waarna lokale opwarming een ultrageluidsgolf voortbrengt die een afbeelding op kan leveren. Diederik Grootendorst van het MIRA Instituut van de Universiteit Twente heeft de mogelijkheden van deze techniek onderzocht, met en zonder contrastvloeistof.
Bij uitzaaiing via het lymfestelsel van een melanoom, een kwaadaardige huidtumor, is de kleurstof melanine vaak terug te vinden op de plaats van de uitzaaiing. Deze plekken absorberen dus meer laserlicht en zijn hierdoor goed te detecteren met fotoakoestiek.
Door verschillende frequenties laserlicht toe te passen, is de kleurstof bovendien beter te onderscheiden van bloed, dat het licht ook goed absorbeert. De eerste experimenten bij uitgesneden menselijke klieren na een operatie, laten zien dat de techniek veelbelovend is. Binnen 10 tot 15 minuten valt een afbeelding van een klier te maken waarop een uitspraak over de aard van het weefsel mogelijk is.
Anders is het bij tumoren die zelf geen duidelijke kleurstof produceren. Daar past Grootendorst een bestaande contrastvloeistof toe op basis van ijzeroxide nanodeeltjes, om uitzaaiingen te detecteren. Waar de uitzaaiingen zitten, blijken de nanodeeltjes niet te worden opgenomen: er ontstaan ter plekke ‘gaten’ in het beeld.
Grootendorst koos bewust voor deze contrastvloeistof omdat die nu al klinisch ingezet wordt bij de detectie van leveruitzaaiingen. In proefdieren blijken uitzaaiingen in het lymfestelsel op deze manier snel detecteerbaar.
Bij een gezonde lymfe ‘node’ (links) verspreiden de ijzeroxidedeeltjes (SPIO) zich uniform (donkerbruine band). Bij uitzaaiingen (rechts) ontstaan er gaten in de band, die te detecteren zijn met fotoakoestiek.
Grotere (klinische) studies moeten uitwijzen of de techniek inderdaad zekerheid biedt over de aard van het weefsel. Is dit het geval, dan zou dit de chirurg een snel en krachtig instrument geven om gedurende de operatie al uitspraak te kunnen doen over de verdere behandeling. Hierdoor zouden ook kostenbesparingen mogelijk zijn: op labonderzoek, een eventuele extra operatie en de behandeling van postoperatieve complicaties.
Het onderzoek onder leiding van MIRA hoogleraar Prof dr Theo Ruers en dr Srirang Manohar , is een samenwerking tussen het NKI-Antoni van Leeuwenhoek ziekenhuis in Amsterdam en de groep Biomedical Photonic Imaging van prof. Wiendelt Steenbergen.
Deze groep onderzoekt ook de mogelijkheden van fotoakoestiek bij onder meer de diagnose van borstkanker. De groep maakt deel uit van het MIRA Instituut voor biomedische technologie en technische geneeskunde van de UT.
(GL) (illustraties: UTwente)
Op de figuur boven: vergelijking tussen Photo Acoustic Imaging (PAI) en MRI laat het gebied zien waar geen ijzeroxide nanodeeltjes zitten en zich uitzaaiingen bevinden.
