Przełomowe technologie obrazowania medycznego umożliwiają nieinwazyjną diagnostykę
Jako że Europejczycy żyją dłużej, organy odpowiedzialne za opiekę zdrowotną zmagają się z problemem zapewnienia im wysokiej jakości opieki oraz sprawniejszego leczenia chorób. W ramach projektu ASTONISH (Advancing Smart Optical Imaging and Sensing for Health) powstały najnowocześniejsze urządzenia do obrazowania, które pozwalają na diagnozowanie i leczenie różnorodnych chorób, od raka skóry po choroby neurologiczne, w jak najmniej inwazyjny sposób. Celem tego rozwiązania jest ograniczenie pobytów w szpitalu i poprawa jakości życia. Konsorcjum obejmujące 24 partnerów z Belgii, Czech, Hiszpanii, Finlandii, Włoch i Holandii opracowało sześć urządzeń demonstracyjnych dla różnych zastosowań medycznych. Są one testowane w populacji pacjentów i zdrowych ochotników. Niektóre z nich już niedługo będzie można wprowadzić na rynek. „Wspaniale jest zobaczyć, jak wielu partnerów współpracuje już nad wymiernymi działaniami mającymi na celu wypromowanie i wprowadzenie na rynek ich innowacyjnych produktów”, mówi kierownik projektu, Robert Hofsink, który pracuje dla holenderskiego oddziału firmy Philips zajmującego się leczeniem kierowanym obrazowo. Konsorcjum spółek, wspierane przez uniwersytety oraz organizacje badawcze i technologiczne, opracowało urządzenia do obrazowania bliskiej podczerwieni i obrazowania hiperspektralnego, które posłużą do rozpoznawania tkanek, co ułatwi wykrywanie guzów i raka skóry. W trakcie obrazowania hiperspektralnego gromadzi się i przetwarza informacje ze spektrum elektromagnetycznego, aby uzyskać spektrum dla każdego piksela z obrazu sceny; dzięki temu można znaleźć określone obiekty lub rozpoznać materiały. Być może jednym z najważniejszych momentów dla twórców projektu był moment w połowie jego realizacji, kiedy to udało im się zintegrować czujniki optyczne w jeden system, który jednocześnie mierzy sygnały z elektroencefalografu (EEG) oraz funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS), czyli dwóch różnych sposobów pomiaru aktywności mózgu. „Ten przełom umożliwia nieinwazyjny pomiar zarówno elektrycznej, jak i hemodynamicznej aktywności mózgu i może pomóc w ocenie chorób neurologicznych, takich jak udar i demencja”, stwierdza Antonio Chiarelli, badacz zajmujący się neuroobrazowaniem na Uniwersytecie w Chieti we Włoszech.
Wiele zastosowań
W rezultacie firma Icare, należąca do fińskiej korporacji technologicznej Revenio, stara się obecnie wprowadzić na rynek kamerę hiperspektralną służącą do wykrywania raka skóry. Wyniki projektu wykorzystuje obecnie również Quest Medical Imaging, jednostka zależna holenderskiego Quest Photonic Devices. Pracuje ona nad rozszerzeniem funkcji swego systemu chirurgii kierowanej obrazem wykorzystywanego do wizualizacji guza oraz obrazowania układu krążenia lub układu limfatycznego. Hiszpańska firma zarządzająca usługami IT, www.ibermatica.com (Ibermática), opracowała system wspierania decyzji klinicznych wykorzystywany w diagnozowaniu i prognozowaniu raka skóry. Firma współpracowała ze swymi hiszpańskimi partnerami, Uniwersytetem Kraju Basków, organizacją badawczo-technologiczną Tecnalia oraz firmą zajmującą się biooprogramowaniem, NorayBio. Obrazowanie optyczne można również wykorzystać do uzyskiwania obrazu podczas chirurgii kręgosłupa. Firma Philips, w której pracuje Robert Hofsink, opracowała system nawigacji chirurgicznej wykorzystujący rzeczywistość rozszerzoną. System łączy obrazowanie rentgenowskie z obrazowaniem optycznym, oferując intuicyjny interfejs użytkownika i wspierając chirurgów przeprowadzających operacje kręgosłupa. „Produkt łączy obraz wideo na żywo z zestawami trójwymiarowych danych RTG uzyskanymi przed operacją, umożliwiając chirurgowi lepsze planowanie zabiegu, a także ułatwiając nawigację narzędzi chirurgicznych i dokładność wszczepiania oraz skracając czas zabiegu”, wyjaśnia Hofsink. W badaniu klinicznym chirurg ortopeda, specjalista od kręgosłupa, umieścił 253 śruby nasadowe u 20 pacjentów, którzy udzielili świadomej zgody na zabieg. Dokładność zabiegów wyniosła 94 %. Francusko-włoski producent półprzewodników, firma STMicroelectronics, zbadał zastosowanie wysoce wrażliwych komponentów do obrazowania. Uzyskane modele demonstracyjne mają duży potencjał, jeśli chodzi o produkcję wyrobów związanych z dobrostanem oraz urządzeń z kategorii internetu rzeczy.
Słowa kluczowe
ASTONISH, rak skóry, naczyniowe, choroby neurologiczne, obrazowanie bliskiej podczerwieni i obrazowanie hiperspektralne, obrazowanie optyczne, nieinwazyjna diagnostyka, nawigacja chirurgiczna
