zo'n 80, Volgens de American Brain Tumor Association zullen dit jaar bij 000 Amerikanen een hersentumor worden vastgesteld. Velen van hen zullen een grote operatie en chemotherapie nodig hebben. Zestienduizend van hen zullen de strijd verliezen. Maar een team van onderzoekers van de USC Viterbi School of Engineering maakt het nu gemakkelijker, sneller en veiliger voor artsen om een ​​nieuwe procedure te gebruiken - een procedure waarbij tumoren bij meer patiënten worden weggebrand, inclusief die met hersentumoren.

Radiofrequente ablatie, of RFA, is een minimaal invasieve procedure die elektrische energie gebruikt om kankercellen met warmte te vernietigen. Een naalddunne sonde levert radiofrequentiegolven rechtstreeks aan de tumor, het weefsel koken tot 140 graden Fahrenheit, (60 graden Celsius), totdat het is vernietigd.

Geen realtime bewaking

"Hoewel ablatie steeds populairder wordt, er is nog steeds geen thermische beeldvormingstechnologie die regelmatig klinisch wordt gebruikt om deze procedures in realtime te volgen en ervoor te zorgen dat de eerste keer de juiste thermische dosis wordt toegediend, " zei onderzoeksassistent-professor John Stang van het Ming Hsieh Department of Electrical Engineering, die co-auteur was van de studie gepubliceerd in IEEE-transacties over biomedische technologie .

Samen met Mahta Moghaddam, directeur van de Microwave Systems, Sensoren, en Imaging Lab, of MiXIL, en houder van de William M. Hogue Professorship in Electrical Engineering aan het USC, Stang heeft een realtime thermische beeldvormingsmethode en -apparaat ontwikkeld waarmee artsen snel, veilige en nauwkeurige thermische ablatiebehandelingen voor een verscheidenheid aan aandoeningen, variërend van tumoren tot epilepsie.

Chirurgen en interventionele radiologen vertrouwen op de begeleiding van echografie, CT, of MRI om deze levensreddende operaties uit te voeren. Maar aangezien er geen realtime monitoring is, een follow-up beeldvormend onderzoek is nodig om de juiste behandeling te bevestigen. Dit verlengt de tijd in de operatiekamer, verhoogt risico's en kosten, Moghaddam uitgelegd.

"Zonder realtime monitoring, er is kans op zowel onderbehandeling als overbehandeling, "zei ze. "Als er sprake is van onderbehandeling, artsen moeten extra rondes van thermische ablatie uitvoeren totdat de hele tumor is vernietigd. Elke herhaalde ablatie brengt een verhoogd risico op infectie of andere complicaties met zich mee en neemt meer tijd in beslag in de operatiekamer."

In het geval van overbehandeling, er is een risico op nevenschade aan het omliggende gezonde weefsel. Dit kan vooral gevaarlijk zijn wanneer de tumor zich dicht bij gevoelige structuren bevindt, in de buurt van een bloedvat of diep in de schedel.

"Met onze technologie echter, we kunnen de behandeling begeleiden en focussen op een heel specifiek gebied, "Stang zei. "Er wordt een microgolfantenne-array geplaatst rond het te behandelen gebied, met ruimte opengelaten voor de chirurg om een ​​ablatiesonde in te brengen."

Artsen een live temperatuurkaart geven

Tijdens de procedure, microgolfsignalen worden continu verzonden en ontvangen in het behandelgebied. Uit deze signalen en informatie uit een eerder beeldvormend onderzoek, zoals een MRI, Moghaddam en Stang maken in realtime een 3D-warmtebeeld van de regio, artsen een kwantitatieve temperatuurkaart te geven van de regio waarin ze opereren.

"In in vitro experimentele validatiestudies, ons systeem was in staat om een ​​nauwkeurigheid van één graad Celsius te bereiken met een verversingssnelheid van één frame per seconde, ' zei Stan.

Een probleem waar ze mee te maken hebben, is dat de resolutie van hun warmtebeeld niet zo hoog is als die van MRI. Maar Stang ziet een wereld waarin deze real-time warmtebeeldfeed over een MRI met hoge resolutie kan worden gelegd, zodat artsen precies de juiste dosis op de juiste locatie kunnen afleveren, zonder de noodzaak van follow-up beeldvormingsonderzoeken.

Voor de volgende fase, hun procedure zal later dit jaar dierproeven ondergaan, specifiek kijkend naar leverkanker met steun van het USC Alfred E. Mann Institute for Biomedical Engineering en in samenwerking met de USC Keck School of Medicine.

"Ervan uitgaande dat we goede resultaten behalen, we kunnen drie tot vijf jaar verwijderd zijn van klinische proeven, " zei Moghaddam, die vorig jaar over Alaska vloog en radarmetingen deed om de klimaatverandering in het noordpoolgebied vanaf 40 jaar in kaart te brengen, 000 voet in de lucht.

"Deze keer, onze omgeving is het menselijk lichaam en we maken kaarten die kleiner zijn. Het is een microkosmos van het grotere terrestrische beeld."