ultrageluid

Nieuwe behandeling borstkanker

8 reacties / Wetenschap / Door / 15 december 2012

Eén op de negen Nederlandse vrouwen krijgt borstkanker. Het is de meest voorkomende vorm van kanker bij vrouwen. Per jaar krijgen meer dan 12.000 mensen te horen dat zij borstkanker hebben. Door een samenwerking tussen UMC Utrecht en Philips wordt de behandeling van borstkanker in de toekomst allicht wat minder zwaar voor de patiënt. UMC Utrecht en Philips zijn een onderzoek naar een nieuwe behandeling voor borstkanker gestart. Door met ultrageluid borsttumoren te verhitten, sterven tumorcellen af. Op deze manier kunnen patiënten behandeld worden zonder operatie. De eerste behandeling van een patiënte met deze techniek heeft al plaatsgevonden.

Bij de nieuwe behandeling verhit ultrageluid borsttumoren tot een temperatuur van 60 tot 90 graden. Tumorcellen sterven daardoor af en worden vervolgens door het lichaam opgeruimd. Via een gelijktijdige MRI-scan kunnen artsen de temperatuur in de gaten houden en de plaats van de tumor precies bepalen. Voor vrouwen is de ultrageluidbehandeling naar verwachting minder ingrijpend dan een operatie. Ze kunnen op dezelfde dag weer naar huis en de behandeling kan onder lokale verdoving of sedatie plaatsvinden. Dit in tegenstelling tot de chirurgische ingreep, waarbij de patiënt onder algehele narcose moet.

In de eerste fase van het onderzoek zal de beeldkwaliteit van het systeem, de veiligheid en de nauwkeurigheid van de techniek onderzocht worden. Vanaf nu worden in een wetenschappelijk onderzoek vrouwen met borstkanker via ultrageluid behandeld. Daarna wordt alsnog een gewone operatie uitgevoerd, om zo de nauwkeurigheid van de behandeling te controleren.

Als uit deze onderzoeken blijkt dat de ultrageluid-behandeling veilig is en goed werkt, kan het over enkele jaren een normale behandeling van borstkanker worden. Interventieradioloog en onderzoeksleider prof. dr. Maurice van den Bosch verwacht dat mogelijk een kwart van de borstkankerpatiënten voor de behandeling in aanmerking komt. “Het gaat om patiënten met kleine, niet uitgezaaide borsttumoren. Bijzonder is dat de huid volledig intact blijft omdat alles van buitenaf kan: opereren zonder snijden.”

De behandeling met ultrageluid is tot stand gekomen dankzij een nauwe samenwerking tussen UMC Utrecht en Philips. Het bedrijf heeft een wereldwijd uniek systeem ontwikkeld dat is toegespitst op de anatomie van de vrouwenborst.

Bron: UMC Utrecht

Tristan Lawry met zijn apparaat.

Opladen zonder stroom en draadloze communicatie werkt zelfs door stalen wand

4 reacties / Ideeën en techniek, Visionair leven / Door / 7 augustus 2011

Hoe dring je met een signaal door een massief stalen omhulsel en kan je ook de sensor opladen? Een slimme student vond de oplossing. De mogelijkheden zijn legio: opladen zonder stroom bijvoorbeeld.

Tristan Lawry met zijn apparaat.
Tristan Lawry met zijn apparaat.
Opladen en communiceren door massief staal
Elektronica, bijvoorbeeld een sensor, heeft energie nodig en moet informatie kunnen uitwisselen met andere elektronica. Om energie op te wekken zijn er de laatste tijd allerlei handige technieken bedacht – denk aan zonnepanelen, het aftappen van beweging en dergelijke – en als er geen draadverbinding mogelijk is, kan een draadloze verbinding soelaas bieden.

Heel aardig, maar wat doe je als je een draadloze verbinding door massief staal heen wilt, zoals de scheepswand van een zwaar oorlogsschip? Staal werkt als een kooi van Faraday. Elektrische en magnetische signalen dringen hier nauwelijks tot niet doorheen. Ook het overdragen van energie van de ene kant naar de andere kant van een stalen want is onbegonnen werk – of je moet het hele schip onder stroom zetten.

Goedkope oplossing
Tot nu toe loste de Amerikaanse marine dit probleem op door gaten door de scheepswand te boren. Uiteraard wordt hierdoor de wand verzwakt. Ook moet het complete schip maandenlang in een droogdok liggen. Een dure grap van al gauw enkele miljoenen. Dit werd zelfs het weinig spaarzame Amerikaanse leger te gortig. Kortom: tijd voor een slimme uitvinder. En die kwam er.

Ultrageluid
Tristan Lawry, een doctoraalstudent aan Rensselaer Polytechnic Institute heeft de oplossing bedacht. Hij demonstreerde een systeem dat gebruik maakt van ultrageluid, geluid met een zo hoge toon dat wij het niet meer kunnen horen. Ultrageluid heeft twee grote voordelen. De geluidsgolven zijn zo kortgolvig dat ze heel nauwkeurig te richten zijn. Ook kan er (vergeleken met hoorbaar geluid) heel veel informatie doorgezonden worden (de datasnelheid is ruwweg de frequentie). Deze techniek werkt zelfs door de dikke wand van slagschepen en onderzeeërs.

Piëzo-elektrische kristallen
Zenden en ontvangen gaat door middel van piëzo-elektrische kristallen. Als je een piëzo-elektrisch kristal indrukt, ontstaat er een hoge spanningspiek. Op die manier werkt de piëzo-elektrische gasaansteker. Omgekeerd verandert een piëzo-elektrisch kristal van vorm als je er spanning opzet. Met andere woorden: je kan ze gebruiken om geluid in elektriciteit om te zetten en andersom.
Geluid bevat naast een signaal, ook energie. Met andere woorden: deze techniek is erg handig om zowel elektronica op te laden als informatie door te geven.

Lawry is er in geslaagd met de techniek maar liefst vijftig watt vermogen en 12,4 megabit per seconde, de snelheid van breedbandinternet in de praktijk, via ultrageluid over te dragen door een massief stalen wand  van meer dan zes centimeter dikte. Hij denkt dat met enkele wijzigingen het systeem zelfs een veelvoud van dit vermogen kan overdragen.

Dit systeem is erg interessant omdat het extreem veilig is. Je kan het in omgevingen toepassen waar elektriciteit of elektromagnetische velden absoluut uit den boze zijn. Wie weet werken onze stopcontacten of laadstations voor kleine apparaatjes straks wel met ultrageluid.

Bron:
Rensselaer/MIT