Wiązka życia

Ultradźwięki zastępują skalpel 

Obecnie wewnętrzny krwotok można już skutecznie wykryć i zatamować bez konieczności uciekania się do interwencji chirurgicznej - czytamy w ostatnim numerze "New Scientist". Wystarczy skierować na ranę wiązkę ultradźwięków. Okazuje się ponadto, że ultradźwiękami można niszczyć nowotwory organów wewnętrznych, nawet takich, do których dostęp jest bardzo ograniczony. Już wkrótce możliwe będzie na przykład wykorzystanie tej metody do leczenia guzów mózgu - przekonują uczeni z Harvard Medical School.

Suszarka do nowotworów
Pacjent poddawany nowatorskiej terapii Grega Clementa i Kullervo Hynynena z Har-vard Medical School wygląda jakby znajdował się u... fryzjera. Na głowie ma hełm przypominający suszarkę do włosów. To pierwszy na świecie aparat pozwalający na bezinwazyjne dokonywanie operacji na delikatnej tkance ludzkiego mózgu. Dzięki niemu można usunąć nowotwór bez konieczności otwierania czaszki, wyłącznie za pomocą wiązki ultradźwięków.
Do tej pory ultradźwięki były wykorzystywane w diagnostyce do badania narządów wewnętrznych. Terapeutyczne zastosowanie wiązki ultradźwięków jest jednak znacznie trudniejsze. Trzeba ją zogniskować i wzmocnić około dziesięciu tysięcy razy, a następnie skierować na nowotwór.
Zastosowanie tej terapii w leczeniu mózgu jest jeszcze trudniejsze. "Kości czaszki działają jak soczewka rozpraszająca, która zmniejsza siłę fali dźwiękowej nawet około dwudziestu razy" - twierdzi Hynynen. Nic nie daje zwiększenie mocy urządzenia emitującego ultradźwięki. Przeciwnie, mogłoby to być niebezpieczne, doprowadzając do nadmiernego rozgrzania czaszki, a nawet poparzeń. Uczeni opracowali więc hełm, który pozwala na emitowanie ultradźwięków z 64 różnych punktów jednocześnie. Dzięki programowi komputerowemu możliwe jest zogniskowanie wszystkich wiązek ultradźwięków w jednym obszarze mózgu.

Bombardowanie raka
Pacjentka kładzie się na brzuchu na ruchomej leżance, która wsuwa się w otwór aparatu do rezonansu magnetycznego. Sprzężone z nim urządzenie emitujące ultra-dźwięki rozpoczyna operację - tak działa przyrząd opracowany przez izraelską firmę InSightec, służący do niszczenia nowotworów macicy - włókniaków. Technika opracowana przez Ferenca Jolesza z Harvard Medical School polega na precyzyjnym zlokalizowaniu nowotworu za pomocą aparatu do rezonansu magnetycznego oraz na rozbiciu struktury nowotworu silną pojedynczą wiązką ultradźwięków. Jolesz stosuje swoją metodę także do niszczenia raka piersi. W Marsden Hospital w Sutton zoperowano natomiast 68 pacjentów z rakiem nerki, prostaty oraz wątroby bez konieczności stosowania znieczulenia. Feng Wu z Instytutu Inżynierii Ultradźwiękowej na uniwersytecie w Czungcing (Chiny) przeprowadził ponad 1000 operacji osób z rakiem wątroby, piersi, płuc i wielu innych organów.

Gojenie ekspresowe
Technika ogniskowania ultradźwięków wykorzystywana jest ponadto do tamowania krwotoków. Dziś wystarczy wiązkę ultradźwięków skierować na uszkodzone naczynie krwionośne, na przykład wątroby, a ciepło wysuszy ranę i doprowadzi do skurczenia się tkanek. W wypadku arterii i żył o grubości do kilku milimetrów gojenie następuje znacznie wolniej. Ciepło powoduje jednak wydzielanie się fibryny, białka, które pełni ważną funkcję w procesie krzepnięcia krwi. Shahram Vaezy z University of Washington wykazał podczas licznych eksperymentów przeprowadzonych na świniach, że zatrzymanie niewielkiego krwotoku następuje w ciągu minuty.

Identyfikacja zagrożenia
Aby zatamować krwotok, trzeba go najpierw zlokalizować. Tu również pomocne okazują się ultradźwięki. Aparatura do ultrasonografii staje się bezużyteczna, jeśli chodzi o wykrywanie miejsc, gdzie mogło nastąpić przerwanie naczyń krwionoś-nych. Podczas badania USG na ekranie monitora krew nie różni się niczym od narządów wewnętrznych. Użycie wzmocnionej wiązki ultradźwięków powoduje natomiast kurczenie i rozszerzanie się naczyń, co sprawia, że krew zaczyna się poruszać, czasem bardzo szybko. Poruszający się płyn zmienia częstotliwość odbijanych ultradźwięków, a zmiany prędkości można zarejestrować za pomocą przenośnego skanera wykorzystującego tzw. efekt Dopplera.
"Po wypadku samochodowym lekarz często nie jest w stanie stwierdzić, czy poszkodowany ma jakieś krwawienie wewnętrzne. Szybka diagnoza i interwencja może uratować życie" - przekonuje Xuegong Shi z amerykańskiej firmy ATL Ultrasound w Bothell, która produkuje aparaturę do ultrasonografii. Nie dziwi też, że badania nad wykorzystaniem ultradźwięków w medycynie finansuje głównie armia Stanów Zjednoczonych. Krwotoki wewnętrzne są najczęstszą przyczyną zgonów na polu walki. Zainteresowanie nową technologią deklaruje także NASA. Już wkrótce może się okazać, że zarówno w szpitalnych salach operacyjnych, w wojskowych lazaretach, jak i na pokładzie promów kosmicznych, ultradźwięki zastąpią skalpel, który stanie się jednym z wielu eksponatów muzealnych.