Pieter Edelman
13 February 2008

Onderzoekers aan de Universiteit Twente, het Medisch Spectrum Twente-ziekenhuis en de Universiteit van Amsterdam hebben de eerste hoopgevende resultaten geboekt met een nieuwe technologie om borsttumoren op te sporen. Sriran Manohar van het UT-researchinstituut BMTI en zijn collega‘s brengen weefsel in kaart aan de hand van de schokgolven die het uitzendt na opwarming. Halverwege september publiceerden ze de resultaten bij vijf patiënten in het wetenschappelijke tijdschrift Optics Express.

De methode gebruikt een tweetrapsraket van licht en ultrageluid. ’Met pure optische beeldvorming zend je licht uit, dat je ook weer oppikt‘, legt Manohar uit. ’Het nadeel hiervan is dat het weefsel de fotonen verstrooit. Met dikke objecten verlies je daarom informatie over de afgelegde weg en krijg je een lage resolutie.‘ Daarom richten de Twentenaren zich op het fotoakoestisch effect. Materiaal dat licht absorbeert, warmt een beetje op. De daaropvolgende afkoeling gaat gepaard met schokgolven. Die zijn met ultrasoondetectoren op te vangen. Doordat geluidsgolven zich met een relatief lage snelheid voortplanten, is de afstand tot de bron te bepalen. ’Het werkt net als met onweer. Op het moment dat je de flits ziet, begin je met tellen totdat je de donder hoort, en dan weet je de afstand‘, vertelt Manohar. ’Door op meerdere plekken te meten, kun je de driedimensionale locatie bepalen.‘

Manohar en zijn collega‘s richtten zich met de methode op de bloedvaten. Tumoren zijn ware energievreters en verbruiken veel zuurstof. Daarom zetten ze het lichaam aan tot het aanleggen van extra bloedvaten. Een verhoogde doorbloeding kan daarom duiden op een tumor. Hemoglobine, het zuurstofdragende molecuulcomplex in bloed, absorbeert licht met een kleur tussen rood en infrarood. Dit licht dringt relatief diep door in weefsel. De Twentenaren konden met hun proefopstelling tot 4,5 centimeter diep kijken. ’Je zou dieper kunnen gaan met gevoeligere ultrageluidsensoren‘, zegt Manohar. ’Je kunt ook meer licht gebruiken, maar dan kun je het weefsel beschadigen.‘

Niet oncomfortabel

De Twentse groep is niet de enige die onderzoek doet met de techniek, alhoewel de meesten haar alleen gebruiken voor onderzoek aan de huid of vlak eronder. Een Amerikaans bedrijf heeft wel resultaten geboekt met het opsporen van borsttumoren, maar volgens Manohar is zijn club de eerste met resultaten in een wetenschappelijk tijdschrift.

 advertorial 

The waves of Agile

Derk-Jan de Grood has created a rich source of knowledge for Agile coaches and leaders. With practical tips to create a learning organization that delivers quality solutions with business value. Order The waves of Agile here.

De onderzoekers gebruiken nu lichtpulsen van 5 nanoseconden met een frequentie van 10 Hz. Op dit moment hebben ze honderd pulsen nodig om tot een meting te komen. ’Helaas kunnen we met de proefopstelling maar met één ultrageluidelement tegelijk meten. Daarom duurt een volledige meting tussen de dertig en vijfenveertig minuten. Maar dat is iets puur technisch.‘

Twente_Mammoscoop web
De Twentse mammoscoop bestaat uit een ziekenhuisbed met uitsparing. Een lichtpuls van 5 nanoseconden warmt de bloedvaten in de borst een klein beetje op, waardoor ze een schokgolf uitzenden. Ultrasoondetectoren kunnen deze golven opvangen en de oorsprong deduceren. Op dit moment duurt de meting nog tientallen minuten omdat de ultrageluidsensoren na elkaar worden ingeschakeld. Maar als dat tegelijk gebeurt, kan de meting in enkele minuten.

In een van de twee gevallen uit het Optics Express-artikel leverde de Twentse methode betere resultaten op dan de conventionele manier van borstkankerscreening. Die gaf aan dat het om ongevaarlijke structuren ging, terwijl fotoakoestiek wel degelijk op een kwaadaardig gezwel wees. Labonderzoek bevestigde dit vermoeden.

Conventionele mammografie is gebaseerd op röntgenstraling en drukt de borst plat. Daarom is het een erg onplezierige methode voor de patiënt. Vaak wordt deze methode aangevuld met ultrageluid. Bij de Twentse techniek wordt de borst maar een klein beetje samengedrukt om het licht diep genoeg te laten doordringen. ’Maar al onze proefpersonen gaven aan dat niet oncomfortabel te vinden‘, zegt Manohar. Hij durft echter nog niet te zeggen of de methode als vervanging kan dienen voor de huidige beeldvorming, of dat het wellicht een aanvulling is. ’Wij richten ons op een heel ander aspect, namelijk de bloedvaten.‘ In de toekomst denkt Manohar dat er meer informatie uit het signaal is te peuteren. ’Je kunt bijvoorbeeld licht met verschillende golflengtes gebruiken, om onderscheid te maken tussen hemoglobine met en zonder zuurstof. Die verdeling is bij tumoren afwijkend. Ook kun je kijken naar de driedimensionale rangschikking van de bloedvaten.‘