Betere biopsies? Snelle 3D-camera's zouden de toekomst kunnen zijn.
Door Natalie Sabin
24 mei 2022 - Biopsies zijn niet veel veranderd in de meer dan 100 jaar dat ze medisch worden gebruikt: Weefsel (een cluster van cellen) wordt uit het lichaam gesneden, ingebed in een blok, dun gesneden, op een objectglaasje geplaatst en gekleurd met kleurstof. Een patholoog analyseert het monster dan met een microscoop. De resultaten komen binnen 2 tot 10 dagen terug, terwijl de patiënt en zijn familie nerveus afwachten.
Ingenieurs aan de Columbia Universiteit werken eraan om biopsies een broodnodige upgrade te geven. Daar hebben Elizabeth Hillman, PhD, en haar team een snelle 3D-microscoop ontwikkeld die snel foto's kan maken van levende cellen zonder ze uit het lichaam te hoeven halen.
Het resultaat: Een niet-invasieve benadering waarbij de resultaten een stuk sneller komen.
Medische beeldvorming ontmoet 'The Matrix'
Bij sommige operaties gebruiken we al microscopen, maar de meeste geven slechts een klein 2D-beeld, waardoor belangrijke details niet zichtbaar zijn.
"Weefsel ziet er op verschillende dieptes anders uit", zegt Hillman. "Als je een 3D-beeld van het weefsel hebt, kun je het op verschillende niveaus bekijken - iets wat niet kan met 2D-beelden."
Tot nu toe was voor het onderzoeken van die diepten een scalpel nodig. Maar bij de technologie die Hillman en haar team hebben ontwikkeld, MediSCAPE genaamd, hoef je alleen maar een kleine sonde over het weefsel te slepen. De sonde maakt heel snel vele foto's van de levende cellen, waardoor een grootschalig 3D-beeld ontstaat van de kleine kenmerken van het weefsel.
Het verschil tussen een 2D-scan en de 3D-versie is een beetje te vergelijken met een platte polaroidfoto en de "Bullet Time"-scène uit The Matrix. Snelle beelden vanuit verschillende hoeken bieden een niveau van detail en precisie dat een 2D-foto niet kan vastleggen.
Dankzij dit duidelijkere beeld kunnen chirurgen gezonde weefsels beter onderscheiden van ongezonde, zodat ze kunnen beslissen hoe ze een tumor het beste kunnen wegsnijden zodat er geen ziek weefsel overblijft. En als het beeld er normaal uitziet, blijft het weefsel waar het is, in de patiënt.
De technologie zou niet alleen nuttig kunnen zijn om tumoren op te sporen, maar ook "om chirurgen te begeleiden door snel verschillende soorten weefsel te identificeren, zoals zenuw, vet, spier, kraakbeen en littekenweefsel", aldus Hillman.
Liggen er betere en veiligere biopsies in het verschiet?
Hillman waarschuwt dat snelle 3D-beeldvorming niet bedoeld is om alle biopsies te vervangen. Maar MediSCAPE kan vooral nuttig zijn bij het onderzoeken van gevoelige gebieden zoals de hersenen, waar het verwijderen van dergelijk kostbaar weefsel kan leiden tot functieverlies, zwellingen, aanvallen of beroertes.
De technologie zal waarschijnlijk het eerst worden gebruikt bij open operaties waarbij het weefsel van de patiënt wordt blootgelegd - zoals in de hersenen, buik, baarmoederhals, oor/neus/keelholte - en om complexe robotoperaties te begeleiden, zegt ze.
Hoewel de studie bewijst dat de techniek mogelijk is, kan het nog vijf jaar of langer duren voordat de technologie algemeen beschikbaar is, aldus Hillman. Er liggen nog veel meer klinische proeven in het verschiet.
