Romteknologi i kampen mol brystkreft

ActiveFU will offer a non-invasive treatment option for cancer
Hugo Brunsveld van Hulten
19 januar 2004

En ny teknikk for kreftbehandling er under utvikling med teknologi fra den europeiske romindustrien. Behandlingsmåten krever ikke inngrep og kan være klar så tidlig som 2006. Dens første mål er brystkreft.

Den nederlandske gründeren Hugo Brunsveld van Hulten har kommet frem til en løsning for å hjelpe leger i deres kamp mot brystkreft. Løsningen kombinerer to teknikker: magnetisk resonanstomografi (MR) for å lokalisere og diagnostisere kreftvev, og høyintensitiv fokusert ultralyd (HIFU) for å ’brenne’ ondartede celler.

Denne oppfinnelsen, kalt ActiveFU, utvikles av Brunsveld van Hulten på det nye European Space Incubator (ESI)-anlegget ved ESA´s ESTEC (European Space Research and Test Centre) i Nederland. Ved å benytte romteknologi og ekspertise fra ESAs romforskningsgrupper, har flere utfordringer allerede blitt overvunnet.

”HIFU har vist seg å være en god teknikk for fjerning av kreftceller i menneskekroppen," forklarer Brunsveld van Hulten. "Denne teknikken, kombinert med den siste utvikling innen MR - muligheten for å skaffe en korrekt sanntidsoversikt over området under behandling - vil gi operatøren av ActiveFU meget god kontroll over den hypertermiske svulstfjerningsprosedyren.

Teknikken vil tilby kreftpasienter en ny behandlingsmåte som ikke krever inngrep, som er mer pasientvennlig og som ikke har de negative bivirkningene assosiert med kjemoterapi og strålebehandling.

”Fordelene vil også innebære lavere utgifter for den offentlige helsesektoren fordi det er en poliklinisk behandling," legger Brunsveld van Hulten til.

Brunsveld van Hulten er opprinnelig matematiker og begynte å arbeide innen fjernanalyse, men har siden tidlig på nittitallet vært engasjert i bruken av MR for å utføre biopsi for brystkreft og i studiet av ultralydbruk til medisinsk behandling.

"Jeg fikk idéen da jeg undersøkte MR-markedet, som i dag fortsatt begrenser seg til diagnostikk. Jeg kunne se at det neste logiske skrittet for bruk av MR ville være intervensjonsbehandling,” forklarer Brunsveld van Hulten. ”Jeg kom frem til at bruken av et eget HIFU-system med en bildedannende MR-brystspole av høy kvalitet - innretningen som genererer bildet - kunne bli et betydelig gjennombrudd."

”Den valgte bildedannende spolen åpner også for en MR-diagnostikk uten inngrep eller for å utføre magnetisk resonansspektroskopi for kjemisk analyse og biopsi for patologi, noe som kompletterer et kompetitivt verktøysett for diagnostikk og intervensjon i MR-rommet.

For å oppnå en annen kompetitiv fordel valgte Brunsveld van Hulten en brystspole som er kompatibel med de nye 1,5-Tesla- og 3-Tesla-systemene med høyere datavolum og forbedret oppløsning som nylig kom på markedet fra de tre hovedleverandørene av MR-skannere: General Electric, Siemens og Philips.

Hans nye teknikk kan brukes til å behandle alle små og lokaliserte svulster, men Brunsveld van Hulten har til å begynne med valgt å konsentrere seg om behandling av brystkreft, for dette er en av de mest utbredte krefttypene som særlig rammer kvinner i alderen 35 til 69 år.

Hjelp fra ESA-ekspertise under ESI-paraplyen

ESAs Concurrent Design Facility gjennomgår øverste konstruksjonsnivå

Mange biter må fortsatt falle på plass før pasienter kan bli behandlet, noe som forklarer hvorfor bruken av European Space Incubator (ESI)-anlegget ved ESTEC og støtten fra ESAs teknikere og medisinske eksperter er så viktig.

”ESAs kapasitet til å simulere kompliserte systemer har vært nødvendig for å komme frem til hvilke materialer og teknologi som er optimale å bruke,” sier Brunsveld van Hulten. Programvareplattformen EuroSim - opprinnelig utviklet for ESA for å simulere satellittoperasjoner i sanntid - ble benyttet for å hjelpe til med å løse de tekniske flokene ved utformingen av systemet.

Selv om mye av utstyret er standard, legger Brunsveld van Hulten vekt på at “det var de elektroniske kretsene og den innebygde programvaren fra ESA som gjorde meg i stand til å utvikle et system for sanntidssimulering og -kontroll av den kritiske termobehandlingsprosessen - unike fordeler som oppnås ved å anvende romteknologi sammen med dette allerede avanserte medisinske produktet.”

ESAs ekspertise innenfor bølgeutbredelsesmodellering har vært avgjørende for å få de to MR- og HIFU-teknologiene til å fungere optimalt sammen. Modelleringen tillater en rask simulering av ultralyd-innstillingen for å undersøke effekten før den egentlige behandlingen.

Vanligvis forstyrres den magnetiske resonanstomografien av ultralydbehandlingssystemet, men Brunsveld van Hulten har med hjelp fra ESAs eksperter oppnådd å justere signalfrekvensene og fasene på en slik måte at en lege som bruker ActiveFU kan utføre intervensjonen og samtidig følge resultatet med MR.

Små ikke-magnetiske piezo-motorer brukes for å posisjonere utstyret før intervensjon. Cedrat Technologies utviklet opprinnelig disse motorene for rom-formål, der ingen forstyrrelser fra det homogene magnetfeltet for bildeproduksjon kan aksepteres.

I desember ble ESAs Concurrent Design Facility (CDF) brukt for å avstemme og finjustere de tekniske kravene for komponentene til det kompliserte prosjektet. Spesialister fra ulike tekniske disipliner deltok i en rekke CDF-møter, der de interaktivt ’forhandlet frem’ kravene til sine respektive undersystemer. Denne dynamiske prosessen avdekker og fjerner hurtig konflikter som allerede er i systemet på øverste konstruksjonsnivå.

ESI stand at the Industry Space Days in ESTEC
European Space Incubator støtter gründere som benytter romteknologi

I tillegg til støtten fra ESAs egen medisinske ekspertise assisterte ESI også Brunsveld van Hulten ved å arrangere et internasjonalt seminar, under ESAs beskyttelse, for å konsultere ledende medisinske eksperter utenfra. Deltakerne diskuterte brukerkrav og driftsrestriksjoner samt de nye diagnosemetodene som ikke krever inngrep og som brukes i en MR-teknologi i rask utvikling.

ActiveFU er det første produktet som kommer ut av ESI. Bruno Naulais, leder for ESI, uttaler, "Vår erfaring med ActiveFU-prosjektet har vist at ESI kan bygge bro mellom det å ha en idé og det å starte opp en bedrift. Det støtter gründere som Brunsveld van Hulten i utformingen av en gjennomførbar forretningsplan, i forundersøkelser på teknologien som skal brukes, og i styringen av prosjektet til et nivå som tiltrekker risikokapital for å delfinansiere dets videre utvikling.”

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.