211service.com
Een ultrasone tourniquet om bloedingen op het slagveld te stoppen
Het Amerikaanse leger is begonnen met de ontwikkeling van een ultrasone tourniquet in een poging levensbedreigende bloedingen tijdens gevechten te stoppen.
Ultrasone tourniquets kunnen het bloeden van bloedvaten stoppen door niet-invasief bloed te stollen met behulp van gerichte geluidsgolven. (Tegoed: Philips Research)
Genaamd de Deep Bleeder akoestische coagulatie (DBAC) programma, het heeft tot doel een manchetachtig apparaat te creëren dat zich om een gewonde ledemaat wikkelt. In plaats van druk uit te oefenen op de wond om de bloedstroom te stoppen, zou het apparaat gefocuste stralen van ultrageluid (geluidsgolven boven de hoorbare frequenties) gebruiken om bloedvaten niet-invasief te verstoppen, hoe diep ze ook zijn.
Als een groot bloedvat wordt geraakt en er snel veel bloed verloren gaat, kan een persoon binnen een paar minuten overlijden, zegt Michael Pashley, hoofd Ultrasound Imaging and Therapy bij Philips Onderzoek in Briarcliff Manor, NY, een van de groepen die aan het programma deelnemen.
Volgens het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) van het Pentagon zijn deze verwondingen door inwendige bloedingen de belangrijkste doodsoorzaak voor soldaten op het slagveld, zegt Pashley. In het licht hiervan legt DARPA tot $ 51 miljoen toe voor het project over een periode van vier jaar, te spreiden over een aantal verschillende onderzoeksorganisaties.
De ultrasone tourniquet is bedoeld om tijd te kopen, zodat een medic de patiënt naar een beter uitgeruste medische faciliteit kan brengen, zegt Lawrence Crum , directeur van het Center for Industrial and Medical Ultrasound aan het Applied Physics Laboratory van de University of Washington in Seattle, die al meer dan een decennium op dit gebied werkt.
Eenmaal aangebracht op een gewonde ledemaat, zou de manchet automatisch beschadigde bloedvaten of slagaders detecteren en vervolgens afdichten, door bundels van ultrasone golven op de wond te concentreren om deze te stollen, in een proces dat bekend staat als gerichte echografie met hoge intensiteit , of HIFU.
Ultrasone golven zijn meestal onschadelijk en kaatsen terug op weefsel. Dit is het principe achter echo's, zegt Crum. Maar wanneer de ultrasone golven worden gefocust, is het effect radicaal anders. Als je ultrageluid op dezelfde manier concentreert als licht, kun je de temperatuur verhogen, vooral als de golf wordt geabsorbeerd door het weefsel, zegt hij.
Om dit effect te bereiken, moet de frequentie worden afgestemd om de absorptie door het weefsel te vergroten, terwijl de intensiteit ongeveer een miljoen keer groter moet zijn dan die van echografie. Bij toepassing op een bloedende wond is het effect vergelijkbaar met cauterisatie, zegt Crum.
HIFU is al in delen van de wereld goedgekeurd voor de behandeling van prostaatkanker, terwijl er klinische proeven gaande zijn om het te gebruiken voor de behandeling van lever- en nierkanker. Voor de behandeling van kanker wordt het tumorweefsel geablateerd met behulp van de HIFU.
Het toepassen op bloedingen lijkt een verstandige volgende stap, zegt Gail ter Haar , een fysicus bij het Therapeutic Ultrasound Team van het Institute of Cancer Research in het Royal Marsden Hospital, in de buurt van Londen. Het is ambitieus, maar best realiseerbaar, zegt ze.
Omringend weefsel kan daarbij worden beschadigd, omdat het dicht bij het kookpunt wordt verwarmd. Maar de bloedvaten blijven functioneel omdat de bloedstroom in het vat de wand afkoelt en zo beschermt, zegt ter Haar. Dus het bloed rond de opening stolt, terwijl het bloed dat door de bloedvaten stroomt blijft stromen.
De biologische haalbaarheid van deze technologie is goed bewezen, zegt Joseph Eichinger, president van Seattle AcousTx , die voortkwam uit een ander bedrijf, Therus, om deel te nemen aan het onderzoeksprogramma van DARPA. Therus , ook in Seattle, heeft ook manieren ontwikkeld om echografie te gebruiken om bloedingen te stoppen. In het bijzonder wordt het akoestische hemostasesysteem ontwikkeld om gaatjes in de dijbeenslagader van de lies af te dichten die worden veroorzaakt als onderdeel van hartkatheterbehandelingen. Normaal gesproken moeten deze lekke banden continu onder druk staan, en het kan 30 minuten tot enkele uren duren om af te dichten, zegt Eichinger. Met de HIFU-aanpak verzegelen ze in slechts enkele seconden.
In zijn uiteindelijke vorm zal de akoestische manchet bestaan uit een lichtgewicht, flexibel apparaat met zowel ultrasone beeldvormende transducers als therapeutische transducers aan de binnenkant. De beeldvormende transducers, die op dezelfde manier werken als echografieën, zullen worden gebruikt om eerst het vaatstelsel in een ledemaat te identificeren en eventuele bloedingen te lokaliseren. De therapeutische transducers worden vervolgens gefocust om de bloedstroom te stoppen.
Al deze mogelijkheden zijn gedemonstreerd als afzonderlijke onderdelen, zegt Eichinger. Nu komt de technische hindernis om ze samen te voegen in een pakket dat de ontberingen van een slagveld kan overleven. Het is een zeer uitdagende omgeving, zegt hij. Het is al moeilijk genoeg om een iPod mee naar Irak te nemen en het te laten werken. Inderdaad, de hitte, vochtigheid, stof en lawaaierige elektromagnetische omgeving van gevechten kan niet verder verwijderd zijn van een veilige en schone behandelkamer in een ziekenhuis.