Φίξερμποτς στην υπηρεσία του ασθενούς

Σύμφωνα με τα δεδομένα του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, η κίρρωση του ύπατος και η χρόνια υπατική νόσος είναι ανάμεσα στις 20 κύριες αιτίες θανάτων, ευθυνόμενες για το 1.5% περίπου των θανάτων παγκοσμίως (~800.000 ανά έτος). Η παραδοσιακή μέθοδος για την ακριβή διάγνωση της κίρρωσης του ύπατος (WVPG) είναι ιδιαίτερα επεμβατική και επίπονη για τον ασθενή, απαιτώντας τομή της πυλαίας φλέβας και είσοδο καθετήρα για την ακριβή μέτρηση της βαθμίδωσης της φλεβικής πίεσης. Μια τόσο επεμβατική μέθοδος εμπεριέχει σοβαρούς κινδύνους για τον ασθενή λόγω επιπλοκών που μπορεί να προκληθούν κατα τη διάρκεια της επέμβασης. Επιπλέον έχει ιδιαίτερα υψηλό κόστος (~€5000).

Επιστήμονες από το Κέντρο Μαγνητικής Τομογραφίας του Πανεπιστημίου του Nottingham αναπτύσσουν μια ανώδινη μέθοδο διάγνωσης που βασίζεται σε μέτρηση της φλεβικής πίεσης με τη βοήθεια μαγνητικής τομογραφίας, χωρίς καμία επέμβαση στον ασθενή. Η μαγνητική τομογραφία επιτρέπει τη μέτρηση της ταχύτητας ρευστών με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, χρησιμοποιώντας τις μαγνητικές ιδιότητες των πυρήνων υδρογόνου (πρωτόνια) στα μόρια του νερού. Τα πρωτόνια έχουν μαγνητική ροπή και τείνουν να προσανατολίζονται με εξωτερικό μαγνητικό πεδίο εκτελώντας μεταπτωτικές κινήσεις γύρω απ’τον άξονα των μαγνητικών γραμμών του πεδίου. Χρησιμοποιώντας κατάλληλα μαγνητικά πεδία και ραδιοκύματα, οι μεταπτωτικές κινήσεις των πρωτονίων (και το ραδιοσήμα που εκπέμπουν) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη χαρτογράφιση της γεωμετρίας του ρευστού σε πραγματικό χρόνο. Για την πιθανή εφαρμογή Μαγνητικής Τομογραφίας στη μέτρηση της φλεβικής πίεσης στο ήπαρ, το βασικό ερώτημα είναι εάν η μέτρηση της ταχύτητας του αίματος σε διαφορετικά σημεία της πυλαίας φλέβας μπορεί να επιτευχθεί με την ακρίβεια που απαιτεί η διάγνωση.

labeled-liver-with-portal-vein

Προφανώς το βασικό αυτό ερώτημα μπορεί να απαντηθεί χωρίς την επιβάρυνση ασθενών, με τη βοήθεια απλών μηχανικών μοντέλων ήπατος (flow phantoms), ενώ στη συνέχεια η μέθοδος δοκιμάζεται σε πραγματικούς ασθενείς. Η βασική, απλοποιημένη δομή είναι ουσιαστικά ένα δοχείο με μία είσοδο (αρτηρία) και δύο εξόδους. Η διαφορά μεταξύ ασθενούς και υγιούς ήπατος προσομοιώνεται μέσω διαφορετικών πλεγμάτων στο εσωτερικό του δοχείου που παρουσιάζουν μικρή (υγιές ήπαρ) ή μεγάλη (ασθενές ήπαρ) αντίσταση στην κίνηση του ρευστού. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή ενός τέτοιου απλού prototype μοντέλου έχει εξαιρετικά μεγάλο κόστος εάν ανατεθεί σε εξωτερκή εταιρία, ενώ οποιεσδήποτε αλλαγές μπορεί να χρειαστούν στο μοντέλο κατά τη διάρκεια των μετρήσεων έρχονται με επιπλέον κόστος και καθυστερήσεις. Αλλά ο σχεδιασμός ενός τόσο απλού μοντέλου είναι εύκολη υπόθεση για οποιονδήποτε maker ενώ η εκτύπωση του είναι παιχνιδάκι για ένα φίξερμποτ!

IMG_3543

Έτσι το αγαπημένο μας φίξερμποτ ο Universe συμβάλλει σε αυτήν την έρευνα με την εκτύπωση μηχανικών μοντέλων ήπατος για χρήση στην επικύρωση της νέας μεθόδου, πριν δοκιμαστεί σε ασθενείς.  Τα μοντέλα σχεδιάστηκαν από τους τριτοετείς φοιτητές James Luckham και Lydia Hewitt και σκαναρίστηκαν με επιτυχία από το MRI scanner του πανεπιστημίου.

MRI_scan

Μένει η σύνδεση με αντλία για την εισαγωγή ρευστού με τη σωστή ροή και στη συνέχεια η μέτρηση του πεδίου ταχυτήτων. Η επιτυχής εφαρμογή της μεθόδου θα οδηγούσε σε μια νέα μέθοδο ακριβούς διάγνωσης, τελείως ανώδινη για τον ασθενή, με σχεδόν μηδενικές παρενέργειες και κόστος μικρότερο από €300!

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s