Ingegnere progetta micro-endoscopio a cercare i primi segni di cancro

Aprile 23, 2016 Admin Salute 0 1
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Endoscopi tradizionali forniscono una sbirciatina dentro corpi dei pazienti. Ora, una Università della Florida ingegneria ricercatore sta progettando quelli capaci di un controllo completo.

I medici attualmente inserire endoscopi dotati di fotocamera in pazienti a caccia anomalie visibili, come i tumori, nel tratto gastrointestinale e gli organi interni. Huikai Xie, professore associato di ingegneria elettrica e informatica, sta lavorando per sostituire le telecamere con gli scanner che "vedono" sotto la superficie dei tessuti - che rivelano gruppi anormali di cellule o di modelli di crescita prima di crescite cancerose sono abbastanza grande da essere visibile.

"In questo momento, endoscopi solo scattare foto del tessuto della superficie. Quindi, se si vede qualche pregiudizio, o anomalia, in superficie, questo è un bene", ha detto Xie. "Ma la maggior parte del tempo, in particolare con il cancro, le fasi iniziali della malattia non sono così evidenti. La tecnologia che stiamo sviluppando è fondamentalmente vedere sotto la superficie, sotto lo strato epiteliale."




Esperimenti con scansione "micro-endoscopi" di Xie su tessuti animali sono stati promettenti, anche se i suoi dispositivi devono ancora essere testati nelle persone. Gli endoscopi matita di dimensioni o di piccole dimensioni potrebbe un giorno consentire ai medici di individuare i tumori nelle fasi precedenti e rimuovere i tumori più precisamente, aumentando «le possibilità di sopravvivenza e di miglioramento dei pazienti dei pazienti la qualità della vita.

Xie e suoi studenti laureati hanno scritto almeno 40 lavori su vari aspetti della ricerca, che è sostenuto con oltre $ 1 milione in sovvenzioni, soprattutto dal National Science Foundation. Nel mese di settembre, ha espresso un discorso invitato, "MEMS-Based 3D Microendoscopy ottica," alla 31a Conferenza internazionale annuale della Ingegneria IEEE in Medicina e Biologia Society. Ha recentemente lanciato anche una piccola azienda, con sede a Gainesville WiOptix Inc., alla commercializzazione velocità della sua tecnologia di scansione.

Con endoscopi fotocamera attrezzata corrente, una volta pronti anomalie medici, che in genere svolgono una biopsia, e poi inviare il tessuto sospetto di un laboratorio. Ma la biopsia è rischioso e può causare emorragie e persino traumi. Inoltre, richiede solitamente un paio di giorni per ricevere l'analisi del campione bioptico dal laboratorio. Se è cancerogeno, i chirurghi possono tentare di rimuovere l'anomalia e il tessuto circostante, utilizzando sia endoscopi attrezzate per la chirurgia o metodi chirurgici tradizionali.

Endoscopi di Xie sostituire le telecamere con gli scanner a raggi infrarossi più piccoli di gomme matita. Il cuore del suo scanner è un sistema microelettromeccanico, o MEMS, dispositivo: Un piccolo specchio MEMS motorizzato che ruota avanti e indietro per riflettere un raggio infrarosso altamente concentrato.

Di per sé, il fascio colpisce solo dot periodo dimensioni del tessuto. Ma lo specchio MEMS permette di muoversi metodicamente avanti e indietro, la scansione di un pezzo un'unghia dimensioni di fila tessuti per riga, come un tosaerba in movimento attraverso un cortile. L'immagine risultante è alta risoluzione: Xie ha detto i suoi scanner hanno raggiunto risoluzione di 10 micron, o 10 milionesimi di metro, in test di laboratorio. Che è la risoluzione più di 10 volte superiore rispetto agli unici altri endoscopi non a base di fotocamera sul mercato, che utilizzano la tecnologia ad ultrasuoni, ha detto. L'immagine ad alta risoluzione include anche informazioni di profondità, quindi la biopsia rischiosa può essere più specifico al fine di evitare la casualità, o addirittura completamente evitato.

I computer elaborano il segnale di ritorno dal endoscopi, trasformandola in un'immagine tridimensionale del tessuto superficie e il tessuto sottostante. Uno scanner persino produce 360 ​​gradi-immagine di tutto il tessuto che circonda l'endoscopio. I medici o altri osservatori addestrati possono quindi percorrere l'immagine per anomalie o modelli di crescita sospette.

Xie detto medici potrebbero usare i endoscopi non solo per la diagnosi, ma anche per il trattamento e la chirurgia. Attualmente, ha detto, i medici devono fare affidamento durante le operazioni sulle immagini MRI o CT statiche di tessuto ottenuti prima dell'inizio dell'operazione. Ma i suoi scanner rendere le immagini disponibili in tempo reale. Sarebbe particolarmente utile per le regioni del corpo dove asportando la minor quantità possibile di tessuto è fondamentale, ad esempio in chirurgia cerebrale, ha detto.

"Stiamo cercando di accoppiare questa sonda di imaging con utensili da taglio, in modo che quando i chirurghi cominciano taglio, sanno esattamente ciò che è di fronte a loro," ha detto.

David Dickensheets, un professore di ingegneria elettrica e informatica presso Montana State University di Bozeman, ha detto che la ricerca di Xie mostra un grande potenziale.

"L'impatto sulla qualità della cura potrebbe essere enorme, permettendo di screening più completo di quanto sia possibile con biopsie di punti, e che permette di ottenere sia la diagnosi e il trattamento in una sola visita del paziente", ha detto in una e-mail. "La ricerca del professor Xie è all'avanguardia di questo settore tecnologico emergente, e ha lavorato duramente per spostare la tecnologia di laboratorio e in strumenti dimostrativi che mostrano il suo potenziale."

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