Uutiset

Ultraäänineula tehostaa biopsiaa – luotettavan syöpätestin kudosmäärä saadaan vaivatta ohuellakin neulalla

Laitetta voidaan tulevaisuudessa hyödyntää myös lääkkeiden annostelussa ja jopa pienten kasvainten ja munuaiskivien hajottamisessa.
The ultrasonic needle, which is a regular medical needle with a metal attachement connected to a large box on the side of the syringe
Tutkijat saivat neulan kärjen värähtelemään ultraäänen voimasta 30 000 kertaa sekunnissa. Uusi teknologia voi edistää syövän hoitoa mahdollistamalla paremman kudosnäytteen. Toimenpide on potilaalle mahdollisimman miellyttävä. Kuva: Aalto-yliopisto.

Monen syövän diagnoosi edellyttää neulanäytettä eli biopsiaa. Patologien on valittava siihen joko paksuneula, jolla saa luotettavaan testiin riittävän mutta potilaan kannalta kivuliaan näytteen, tai ohutneula, joka on potilaalle kivuttomampi, mutta tuottaa vaihtelevan laatuisia näytteitä.

"Tutkimusten mukaan ohuella neulalla tehdyistä hienoneulabiopsioista jopa kolmasosa on sellaisia, ettei niistä saada riittävästi kudosta luotettavan diagnoosin tekemiseksi. Halusimme kehittää toimenpidettä niin, että luotettava tulos saadaan jo ensiyrityksellä ja toimenpide on kuitenkin potilaalle mahdollisimman miellyttävä ja turvallinen", sanoo Aalto-yliopiston professori Heikki Nieminen, joka on yhdessä kollegoidensa kanssa kehittänyt ultraäänen vaikutuksesta värähtelevää biopsianeulaa.

Uudessa Scientific Reports -tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat osoittivat, että jos biopsianeula värähtelee 30 000 kertaa sekunnissa, sen avulla voidaan lisätä saatavan kudoksen määrää niin paljon, että ohutneulallakin otettu näyte on laadukas ja riittää modernin lääketieteen tarpeisiin. Samalla potilaalle kivuliaampien ja riskialttiimpien paksuneulanäytteiden tarve vähenee.

"Tekninen läpimurto on se, että kun neulankärki värähtelee ultraäänen voimasta, kudoksen käyttäytyminen alkaa muistuttaa virtaavan nesteen käyttäytymistä, jolloin kapealla neulalla saadaan aiempaa enemmän näytettä”, sanoo professori Kenneth Pritzker, torontolaisen Mount Sinai -sairaalan patologi ja Toronton yliopiston tutkija.

“Värinä kohdistuu vain neulankärkeen, joten se ei juuri vaikuta muuhun kuin neulan kärjen ympärillä olevaan kudokseen. Pystyimme osoittamaan, että ultraäänivärähtely kasvattaa ohutneulabiopsialla saatavaa kudosmäärää 3–6-kertaiseksi verrattuna samalla ohutneulalla ilman ultraääntä saatavaan kudosmäärään”, sanoo tohtorikoulutettava Emanuele Perra Aalto-yliopistosta.

Lukuisia mahdollisia sovelluskohteita

Värähtely tapahtuu paljolti ihmisen kuuloalueen yläpuolella, eikä näytteen oton värähtelevällä neulalla pitäisi tuntua juuri erilaiselta kuin tavallisella ohutneulalla.

”Olemme pystyneet tutkimaan neulankärjen värähtelyn vuorovaikutuksia nesteiden, kiinteiden aineiden ja ilmarajapintojen kanssa erittäin tarkasti muun muassa korkeanopeuskameran avulla. Fysiikan ymmärtäminen neulan läheisyydessä auttoi meitä ymmärtämään, missä kaikkialla lääketieteessä neula voisi olla hyödyllinen”, Nieminen sanoo.

Näytteenoton lisäksi ultraäänitekniikkaa voidaan mahdollisesti soveltaa syöpähoitoihin, joissa käytetään esimerkiksi kasvainten kemiallista koostumusta tutkivaa molekyylidiagnostiikkaa. Näin lääkärit voivat kohdentaa hoidon tehokkaammin tiettyyn syöpätyyppiin.

"Ultraäänivärähtelyn vaikutusta voidaan mahdollisesti käyttää myös toiseen suuntaan. Värähtelyt saattavat helpottaa lääkkeiden kuljetusta kohdekudokseen esimerkiksi maksassa. Ne voivat jopa hajottaa pehmytkudoksessa olevia pieniä ja kovia kohteita, kuten munuaiskiviä tai jopa pieniä kasvaimia", sanoo Perra.

Kanadalainen eläinlääketieteeseen erikoistunut sairaala on kiinnostunut testaamaan laitetta nyt syöpäsairailla lemmikkieläimillä. Jos kaikki menee odotusten mukaisesti, neuloja voidaan pian kokeilla myös ihmispotilailla.

Tutkimusta on rahoittanut Suomen Akatemia. Nieminen ja Pritzker ovat neulateknologiaa kaupallistavan kanadalaisen Swan Cytologics -yrityksen osakkeenomistajia. Yritys on myös hakenut teknologialle patenttia.

Lisätietoja:

Artikkeli: Ultrasonic Actuation of a Fine-Needle Improves Biopsy Yield

Heikki Nieminen
Professori
Aalto-yliopisto
[email protected]
puh. 050 501 9280

Kenneth Pritzker
Emeritusprofessori
Toronton yliopisto, Mount Sinai -sairaala
[email protected]

Emanuele Perra
Väitöstutkija
Aalto-yliopisto
[email protected]

Ultraääni voi mahdollistaa lääketieteellisten neulojen käyttöä uusilla tavoilla

3D rendering of the custom-made ultrasonic device used in the doctoral research.

Väitös lääketieteellisen tekniikan alalta, M.Sc. Emanuele Perra

Väitöskirjan nimi: Ultrasonically actuated medical needle: non-linear effects and applications

Tapahtumat
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Olli Ikkana in Otaniemi, photo by Lasse Lecklin.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Bioinspiroituja värejä ja olosuhteisiin sopeutuvia materiaaleja – Professori Olli Ikkalan kolmas EU-hanke pohjaa eläviin systeemeihin

Teknillisen fysiikan professori Olli Ikkala on saanut kolmannen kerran Euroopan tutkimusneuvoston Advanced Grant -rahoituksen. Rahoituksen suuruus on 2,5 miljoonaa euroa, ja hanke kestää viisi vuotta.
Professori Antti Oulasvirta. Kuva: Aalto-yliopisto / Jaakko Kahilaniemi
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat selvittävät, miten tekoäly saadaan ymmärtämään ihmistä paremmin

Antti Oulasvirta on saanut 2,5 miljoonan euron Euroopan tutkimusneuvoston Advanced Grant -rahoituksen käyttäjämallien tutkimiseen.
Kuvituskuva, jossa kirkkain värein piirretty tyttö katsoo graafista kuviota.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Suomen kaksivuotisen esiopetuskokeilun toteutus voi toimia mallina maailmalle

Kaksivuotisen esiopetuksen kokeilu on erinomainen esimerkki siitä, miten hallitukset voivat ennakoida ja testata politiikkaansa ennen sen laajamittaista käyttöönottoa. Suomi on kokeiluille mitä otollisin paikka.
Metsähovi 50 vuotta
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Paljon onnea 50-vuotias Metsähovin radio-observatorio

Tasan 50 vuotta sitten 11.4.1974 radioteleskooppi Kirkkonummella liikahti ensimmäistä kertaa ja siitä lähtien radioastronomisen havaintodatan kerääminen on ollut katkeamatonta.