Immer mehr Hightech findet Anwendung im Gesundheitswesen. Etwa die während der COVID-19 immer mehr etablierte Telemedizin, die fern Konsultation und Diagnostik von und durch Ärzte, den Einsatz von Bioprinten zur Herstellung von Prothesen, Gewebe und Organen zur Transplantation. Wir finden sogar Robotik in der heutigen Medizin oder die sogenannten Wearable Health Technologien.
Wearable Health Technology ist kein komplett neuer Begriff mehr, so sind die meisten von uns bereits im Kontakt mit Geräten, die unser Schlafverhalten überwachen oder unsere Schritte messen, unseren Smartphones oder Smartwatches. Jedoch steht diese Technologie in keinem Vergleich zu dem, was Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) für einen bahnbrechenden Fortschritt in der medizinischen Bildgebung gemacht haben. Dieser wird die Art und Weise, wie wir den Gesundheitszustand unserer inneren Organe kontrollieren und die Krebsprävention revolutionieren.
Das Ultraschall-Pflaster
Die Forscher haben eine Ultraschallsonde in der Größe eines Pflasters entwickelt, die non-invasiv und kontinuierlich Bilder der inneren Organe, wie Nieren und Blase, über einen Zeitraum von 48 Stunden erstellen kann. Dieses innovative Gerät haftet direkt auf der Haut und ermöglicht detaillierte Einblicke in den Körper. Das Pflaster besteht aus einer Silikon-Bandage, eingebettet in fünf Ultraschall-Felder aus einem neuen piezoelektrischen Material, das die Forscher eigens für dieses Gerät entwickelt haben. Die Felder sind in Form eines Kreuzes angeordnet, wodurch das Pflaster die gesamte Blase abbilden kann, die etwa 12 x 8 Zentimeter groß ist, wenn sie gefüllt ist.
In einer kürzlich durchgeführten Studie demonstrierte das Ultraschall-Pflaster seine Fähigkeit, präzise Bilder der Blase zu erzeugen und deren Füllstand zu bestimmen. Hierbei ist das Ultraschall-Pflaster in der Lage ohne Gel oder die Anwendung von Druck ein Sonogramm zu erzeugen. In Verbindung mit dem an der Haut haftenden Silikon ist es ideal für den Einsatz außerhalb von medizinischen Einrichtungen und während des Alltags. Diese Technologie kann potenziell auch für andere Organe verwendet werden, indem die Frequenz und Position des Sensors angepasst werden. Dies würde unter anderem die Überwachung des Gesundheitszustandes von Herz, Blutgefäßen, Bauchspeicheldrüse oder Teilen des Darms zugänglicher machen. Dadurch wäre es möglich, verschiedene Anomalien wie Nierensteine, Zysten oder Tumore frühzeitig zu erkennen, ohne dass invasive Verfahren erforderlich sind.
Anwendungen
Vielleicht ist es bald nicht mehr nötig für werdende Eltern, den Termin beim Arzt abzuwarten, um eine Aufnahme ihres neuesten Familienmitglieds zu erhaschen. Mittels dieser Technologie ist die Sonografie möglicherweise direkt auf ihrer Couch oder während des Besuchs bei Verwandten möglich. Ein schöner Gedanke, doch auch zur Behebung und Vorbeugung von weniger erfreulichen Zuständen könnte das Gerät zur Anwendung kommen.
Da das Pflaster auf der Haut haftet und ohne Gel oder das Ausüben von Druck funktioniert, würde es sich auch ideal für den Einsatz während der Bewegung. Dies legt nahe, dass es Applikationen im Bereich gibt, wie andere Technologien, die im Sport zur Anwendung gebracht werden. Da es über längere Zeit verlässliche Bilder erzeugen kann. Das Gerät kann aktuell nur Bilder auf einem herkömmlichen Ultraschallgerät darstellen. Wobei die Forscher versuchen, ein kleineres Gerät zur Darstellung zu entwickeln oder die erzeugten Resultate per KI auswerten zu lassen. Vielversprechende Einsatzmöglichkeiten im immer wachsenden Sektor der Technologie unterstützten Fitness.
Da das Gerät während der Studie außerordentlich gut den Füllstand der Blase messen konnte, wäre eine Anwendung als Bluthochdruck-Messgerät naheliegend. Wobei die Forscher noch kein Gerät zu diesem Zweck entwickelt haben. Es wäre notwendig, das Ultraschall-Pflaster hierfür neu zu konzipieren.
Als Massendetektor eingesetzt, kann das Ultraschall-Pflaster neben der Fülle der Blase auch Nieren oder Harnsteinen erkennen. Diese frühzeitig zu erkennen, könnte Schmerzen durch rechtzeitige Behandlung vermeiden. Darüber hinaus kann das Ultraschall-Pflaster auf dieselbe Art & Weise Zysten erkennen oder sogar zur Krebsprävention eingesetzt werden.
Krebsprävention
Das Dagdeviren Lab, bekannt für die Entwicklung elastischer tragbarer Elektronik, nutzte diese Technologie, um einen Prototyp eines in BHs integrierbaren Brustkrebsscanners zu entwickeln. Dieser Fortschritt ist besonders relevant, da die Überlebenschancen bei Brustkrebs in frühen Stadien fast garantiert sind, jedoch in späteren Stadien auf etwa 25 % sinken. Der Scanner könnte eine einfache und regelmäßige Überwachung ermöglichen, was frühzeitige Erkennung und Behandlung fördert.
Inspiration hierfür zog Dagdeviren aus dem Ableben ihrer verstorbenen Tante, die mit 49 an Brustkrebs erkrankte und starb trotz regelmäßiger Untersuchungen. Da sogar bei Patientinnen, die sich regelmäßiger Mammografie unterziehen, in den Zwischenzeiten Brustkrebs, sogenannter Intervallkrebs, auftreten kann, hat es sich Canan Dagdeviren, zum Ziel gemacht, Risikopatientinnen eine kontinuierliche Untersuchung möglich zu machen. Durch diese Maßnahme der Krebsprävention erhofft sie sich, die Überlebensrate auf gut 98 % zu steigern.
Die Bedeutung dieses Ultraschall-Pflasters wird auch bei der Erkennung von Nierenkrebs deutlich, einer Erkrankung, die in ihren Anfangsstadien oft frei von Symptomen bleibt und häufig erst entdeckt wird, wenn sie lebensbedrohlich wird. Mit diesem Pflaster wäre es möglich, regelmäßige Überprüfungen durchzuführen, ohne eine medizinische Einrichtung aufsuchen zu müssen.
Anthony E. Samir, Direktor des MGH Center for Ultrasound Research and Translation und Associate Chair of Imaging Sciences am MGH Radiologie, betonte die Bedeutung dieser Entwicklung. Er sieht in diesen anpassungsfähigen Ultraschall-Biosensoren einen Weg, um wertvolle Informationen über lebenswichtige physiologische Parameter zu liefern. Auf Grundlage dessen will er eine Reihe von Geräten entwickeln, die letztendlich die Informationslücke zwischen Kliniken und Patienten schließen.
Dies könnte es möglich machen, gerade bei Hochrisikopatienten für die nötige Überwachung zu sorgen, um genügend schnell lebensrettende Maßnahmen zu ergreifen. Das Pflaster könnte somit zum wichtigsten Gerät der Medizin zur Krebsvorbeugung werden.
Wann kann ich das Pflaster nutzen?
Aktuell muss das Pflaster noch an ein ambulantes Ultraschallgerät angeschlossen werden, um Bilder von hoher Qualität darzustellen, anhand derer man genaue Diagnosen stellen kann. Die Forscher konzentrieren sich nun, da sie einen funktionierenden Sensor haben, auf die Entwicklung eines etwa Smartphone großen Bildschirms, der die Darstellung übernehmen kann. Hierdurch würde die Ultraschalluntersuchung bequem von zu Hause während des Alltags, aber vor allem wesentlich häufiger möglich. Forscher hoffen, die Bildanalyse durch eine künstliche Intelligenz möglich zu machen. Wodurch es nicht mehr nötig wäre, dass Ärzte Bilder, die während langjähriger Abstände entstanden sind, miteinander vergleichen. Diese würden erst eingeschaltet, wenn Anomalien erkannt werden. Bisher jedoch kommt das Pflaster außerhalb des Labors noch nicht zum Einsatz. Das heißt, wir müssen uns noch ein wenig gedulden, bis wir das Ultraschall-Pflaster in unsere Heim-Apotheke integrieren können. Allerdings ist diese Art der Untersuchung, Krebsprävention und Anamnese längst keine Science-Fiction mehr.
Image via Adope stock – by ST.art
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