Hart- en vaatziekten behoren wereldwijd tot de voornaamste doodsoorzaken. Een innovatief instrument op basis van siliciumfotonica moet artsen helpen vaatproblemen eerder vast te stellen, om erger te voorkomen.
Het instrument, dat de vorm heeft van een pistool, meet de stijfheid van bloedvaten door laserlicht te schijnen op de huid boven de slagader. Een verhoogde stijfheid van een bloedvat is een van de eerste signalen voor een dreigende hart- en vaatkwaal. De eersts tests zijn succesvol verlopen, melden de makers.
Het prototype, dat op basis van siliciumfotonica de stijfheid van bloedvaten meet, is ontwikkeld door het Belgische Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (Imec), een onafhankelijk onderzoekscentrum voor nano-elektronica en digitale technologie. Imec werkt hiervoor samen met onder meer de Universiteit Gent en het Amerikaanse Medtronic, gespecialiseerd in medische technologie.
Drukgolf
Tot nu toe wordt vaatwandstijfheid gemeten door bij de halsslagader en de dijbeenslagader de drukgolf te meten die bij elke hartslag door het bloedvat gaat: hoe hoger de drukgolfsnelheid, des te stijver het bloedvat. De methode werkt goed, maar is niet eenvoudig uit te voeren en levert ook slechts een ruwe indicatie op, geen exacte gegevens voor eventuele stijfheid.
Doppler
Het toestel van Imec, dat de vorm heeft van een pistool, werkt op basis van het Dopplereffect. Het pistool 'schiet' een laagvermogen laserstraal op de huid boven een slagader. Die straal kaatst terug vanaf de huid en wordt vervolgens geanalyseerd. Uit de frequentie- of kleurverandering die ontstaat ten gevolge van de beweging van de huid (de Dopplerverschuiving) kan worden afgeleid wanneer de drukgolf passeert. Door dit op meerdere plaatsen tegelijk te doen kan de stijfheid van het bloedvat sneller, eenvoudiger en preciezer worden vastgesteld dan met de huidige methode. Het toestel schiet twee rijen van zes laserstralen tegelijk op de huid af, wat direct resulteert in breekbare meetresultaten.
Siliciumfotonica
In het nieuwe toestel, dat de naam Cardis heeft gekregen, zitten fotonicachips. 'Siliciumfotonica is een technologie die vandaag de dag al voluit gebruikt wordt in datacenters en communicatienetwerken maar nu ook heel beloftevol wordt voor medische markten en toepassingen', zegt Roel Baets, hoofd van de Photonics Research Group (imec/UGent). 'Het feit dat deze technologie het leven van veel mensen met hart- en vaatziekten kan verbeteren, inspireert ons om telkens weer nieuwe medische toepassingen te ontwikkelen.' De chips verzorgen de optische functionaliteit van het toestel.
De eerste klinische tests hebben inmiddels plaatsgevonden, in een ziekenhuis in Parijs. Volgens de ontwikkelaars zijn de resultaten goed. 'Bij alle 100 patiënten kon een bruikbaar signaal gemeten worden', stelt Pierre Boutouyrie, de cardioloog die de studie begeleidde. 'De meting kon ook zeer snel uitgevoerd worden, in minder dan 10 minuten, en de patiënten werden de meting nauwelijks gewaar.'
De volgende stap in het ontwikkelingsproces wordt een klinische studie onder duizenden patiënten over een lange periode. Als ook die succesvol verloopt, kan het lichtpistool in massaproductie worden genomen. Bij het onderzoek is ook de Universiteit Maastricht betrokken.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.