Drie-dimensionale echografie sondes gebouwd door onderzoekers van Duke's Pratt School of Engineering hebben opnamen van de kloppende harten van honden. De ingenieurs zeiden dat hun demonstratie bleek dat de sondes kon geven chirurgen een beter zicht tijdens de menselijke endoscopische operaties waarin de handelingen worden uitgevoerd door middel van kleine "sleutelgat" incisies.
Als de probes gunstig zijn in de menselijke testen, het voorschot kan leiden tot nauwkeuriger en veiliger endoscopische operaties, zei de hertog ingenieurs. De onderzoekers rapporteerden hun opmars in het nieuwste nummer van het tijdschrift ultrasone beeldvorming, die werd uitgegeven in eind maart 2006, maar dateert van juli 2005. Het onderzoek werd gesteund door de National Institutes of Health en de National Science Foundation.
"Chirurgen nu optische endoscopen of twee-dimensionale echografie te gebruiken bij het uitvoeren van minimaal invasieve chirurgie", zegt lead engineer Stephen Smith, een professor van biomedische engineering aan het Pratt School. Optische endoscopen zijn dunne buizen met een kleine videocamera die chirurgen direct kunt invoegen in de buik of borst door kleine incisies.
"Met onze scanner, artsen zouden het doelwit laesie of een deel van een orgaan in een real-time drie-dimensionale scan te zien," aldus Smith. "Zij beschikken over de mogelijkheid van het bekijken van het weefsel in drie loodrechte cross-sectionele plakjes gelijktijdig of op dezelfde manier een camera zou zien - behalve dat een camera niet kan zien door middel van bloed en weefsel."
De technologie moet nog getest worden in menselijke patiënten, maar het succes bij de hond maakt het klaar is voor klinische proeven, aldus de onderzoekers.
Endoscopische chirurgische methoden hebben het voordeel van verminderde postoperatieve pijn en een sneller herstel. Echter, de twee-dimensionale echografie nu biedt chirurgen slechts een beperkt zicht, die hun diepte waarneming kan belemmeren en maken dergelijke procedures moeilijk te beheersen.
"Onze ultrasound apparaat kon echt het gebruik van minimaal invasieve chirurgie vooraf," aldus Smith. "Doordat chirurgen in wezen door het lichaam te zien op de site van belang in drie dimensies, kan de scanner dergelijke operaties makkelijker uit te voeren en uiteindelijk nauwkeuriger." Dergelijke operaties misschien ook goedkoper en minder traumatisch als ze zouden kunnen worden uitgevoerd in minder tijd en, in sommige gevallen, zonder de noodzaak van algehele narcose, zei hij.
Duke ontwikkelde de eerste 3D-echo-scanner in 1987 voor beeldvorming van het hart van buiten het lichaam. Naarmate de technologie in staat steeds kleinere echografie arrays, de onderzoekers ontwikkelde probes die zou kunnen passen binnen katheters met schroefdraad door de bloedvaten naar het imago van de bloedvaten en het hart van binnen naar buiten.
De huidige vooruitgang is gebaseerd op 500 kleine kabels en sensoren verpakt in een tube 12 millimeter in diameter - de vereiste omvang te passen in chirurgische instrumenten, de zogenaamde trocars, die chirurgen gebruiken om eenvoudige uitwisseling van laparoscopische instrumenten mogelijk te maken. Ter vergelijking, de meeste twee-dimensionale echografie sondes gebruiken, net 64 kabels.