VON KIM BELLARD
KI erstaunt immer wieder – ChatGPT legt jetzt Prüfungen an der Wharton Business School ab, Microsoft und Google verdoppeln ihre KI-Bemühungen – und ich bin ein ebenso großer Fan wie jeder andere, aber ich möchte über eine Technologie sprechen, die mehr unter den Tisch gefallen ist Radar sozusagen: Ultraschall.
Ja, ein Ultraschall. Die meisten von uns hatten wahrscheinlich schon einmal einen Ultraschall (besonders wenn Sie schwanger waren), und Dr. Eric Topol setzt seine jahrelangen Bemühungen fort, alte Stethoskop-Technologie durch Ultraschall zu ersetzen, aber wenn Sie denken, dass Ultraschall nur ein weiteres praktisches Werkzeug in der Werkzeugkiste der Bildgebung ist, verpassen Sie etwas.
Beginnen wir mit der erstaunlichsten Anwendung, die ich gesehen habe: Ultraschall kann für den 3D-Druck verwendet werden. Innerhalb Karosserie.
Dieser Bericht stammt aus dem vergangenen April, als Forscher der Concordia University ihre Ergebnisse veröffentlichten Natur (Das habe ich letzte Woche erfahren). Anstelle des üblicheren „Additive Manufacturing“ (AM)-Ansatzes für den 3D-Druck verwenden diese Forscher Direct Sound Printing (DSP).
Das Papier fasst ihre Ergebnisse zusammen: „Um die einzigartigen Zukunftspotenziale von DSP-Anwendungen wie RDP aufzuzeigen [Remote Distance Printing] für das Bioprinting im Körper und die direkte Synthese von Nanopartikeln und Mustern unter Verwendung von DSP zur Integration lokalisierter Oberflächenplasmonenresonanz mit einem mikrofluidischen Chip werden experimentell demonstriert.
Wie Hauptautor Mohsen Habibi erklärte:
Wir haben festgestellt, dass wir, wenn wir eine bestimmte Art von Ultraschall mit einer bestimmten Frequenz und Leistung verwenden, sehr lokale, sehr fokussierte chemisch reaktive Bereiche erzeugen können. Im Prinzip können Blasen als Reaktoren verwendet werden, um chemische Reaktionen zu steuern, um flüssiges Harz in feste oder halbfeste Stoffe umzuwandeln.
Die Autoren glauben, dass DSP Anwendungen haben könnte, bei denen AM nicht verwendet werden kann, insbesondere weil Ton Objekte durchdringen kann, die Licht nicht kann (z. B. den menschlichen Körper). Bioprinting im Körper ist an sich nichts Neues, aber es erforderte eine offene Operation, die DSP nicht durchführen würde. „DSP führt die Möglichkeit des nicht-invasiven Druckens tief in den Körper ein“, betonen sie ausdrücklich.
„Wir können auch innere Bioorgane reparieren. Das ist eine zukünftige Möglichkeit“, sagte der korrespondierende Autor Muthukumaran Packirisamy. Hier ist ihr Video:
Ich bin seit langem vom 3D-Druck fasziniert, insbesondere für seine medizinischen Anwendungen (z. B. verschreibungspflichtige Medikamente, Blutgefäße, Prothesen, sogar Organe), aber sagen Sie mir, wir werden in der Lage sein, sie nicht-invasiv herzustellen. mit Schallwellen – nun, halten Sie mich für fasziniert.
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Das ist alles ziemlich cool, aber Ultraschall wird für viele andere medizinische Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel die Zerstörung von Tumoren. Tatsächlich war dies eine der Motivationen hinter den Bemühungen von Concordia; Professor Packirisamy kommentierte: „Ultraschallfrequenzen werden bereits bei destruktiven Verfahren wie der Laserablation von Gewebe und Tumoren eingesetzt. Wir wollten sie nutzen, um etwas zu erschaffen.“
“Fokussierter Ultraschall” ist ein allgemein verwendeter Begriff; Tatsächlich gibt es eine Focused Ultrasound Foundation. „Fokussierter Ultraschall ist eine nicht-invasive therapeutische Technologie“, sagte Dr. Neal Kassell, Gründer und Vorsitzender der Focused Ultrasound Foundation. CNN. „Wir sagten, dass fokussierter Ultraschall der stärkste Ton ist, den Sie jemals hören werden, aber der Ton, der eines Tages Ihr Leben retten könnte.“
Einige der Verwendungen umfassen:
- Anfang dieses Monats verwendeten kanadische Chirurgen Ultraschall, um einem inoperablen Gehirntumor eine Chemotherapie zu verabreichen, das erste Mal, dass dies durchgeführt wurde. “Fokussierter Ultraschall ist ein innovativer und nicht-invasiver Ansatz, um Chemotherapie effektiver direkt an den Tumor zu bringen”, sagte einer der Forscher. „Wir hoffen, dass diese laufende Forschung uns besseren Behandlungen näher bringt, die dazu beitragen, den Verlauf der Krankheit zu ändern.“
- Es hat sich gezeigt, dass fokussierter Ultraschall bei der Behandlung von Schmerzen und der Messung der Lebensqualität bei schmerzhaften Knochenmetastasen genauso wirksam ist wie die externe Strahlentherapie, mit einer geringen Inzidenz von Nebenwirkungen.
- Ende letzten Jahres genehmigte die FDA fokussierten Ultraschall zur Behandlung der anderen Seite von Patienten mit essentiellen Tumoren; die Erstanwendung wurde 2016 zugelassen. Neue Forschungsergebnisse haben die langfristige Wirksamkeit der Anwendung bei essentiellem Zittern bestätigt.
- Forscher von UT Southwestern verwenden hochintensiven fokussierten Ultraschall zur Behandlung von medikamentenresistentem Zittern bei essentiellem Tremor und zitterdominanter Parkinson-Krankheit, von dem die Forscher glauben, dass „eine präzisere Ausrichtung des Gehirns ermöglicht, die Behandlungszeit verkürzt, Nebenwirkungen reduziert und die Behandlung verbessert werden .” Antwort.”
- Forscher am Rockefeller Neuroscience Institute der West Virginia University verwendeten niedrigintensiven fokussierten Ultraschall (LIFU) zur Behandlung von Patienten mit Alzheimer-Krankheit. “Diese Studie ist auch ein großer Fortschritt für die aufregende Möglichkeit, fokussierten Ultraschall mit der gezielten Abgabe von Medikamenten oder Antikörpern zu kombinieren, die normalerweise nur eine begrenzte Fähigkeit haben, die Blut-Hirn-Schranke vom Blut zum Gehirn zu überwinden.”
- In ähnlicher Weise fanden Forscher am Yonsei University College of Medicine (Südkorea) heraus, dass fokussierter Ultraschall die Abgabe von Alzheimer-Medikamenten um mehr als das Achtfache verbesserte. „Obwohl es keine Heilung für Demenz gibt, hoffen wir, die BBB eröffnen zu können [blood brain barrier] Eine Operation mit FUS-Chirurgie kann helfen, Demenzpatienten Hoffnung zu geben”, sagte der leitende Forscher.
- Laut einer Studie der Universität Delft zeigt LIFU „vielversprechende Ergebnisse“ für die Behandlung schwerer depressiver Störungen. Der Artikel beschreibt LIFU als “eine aufstrebende Neuromodulationsmethode mit disruptivem Potenzial, da sie eine nicht-invasive Ganzhirnstimulation mit Millimeterpräzision ermöglicht”.
- Fokussierter Ultraschall hat sich als sicher und wirksam bei Prostatakrebs mit mittlerem Risiko erwiesen.
- Eine Studie aus dem Jahr 2020 legte nahe, dass fokussierter Ultraschall bei Patienten mit Depressionen oder Zwangsstörungen eingesetzt werden könnte. „Wir haben gezeigt, dass FUS bei der signifikanten Verbesserung der Symptome von Patienten mit behandlungsresistenter Zwangsstörung und Depression wirksam ist“, sagte der Erstautor.
Dies ist keineswegs eine vollständige Liste. Die Focused Ultrasound Foundation behauptet, dass fokussierter Ultraschall derzeit (zum jetzigen Zeitpunkt) von 65 Geräteherstellern für 170 klinische Indikationen an 424 Forschungszentren und 895 Behandlungszentren verwendet wird. Beeindruckende Zahlen, aber immer noch klein im Gesundheitswesen. Warnt:
Leider kann es Jahrzehnte dauern, ein neues therapeutisches Medizinprodukt vom Konzept bis zum Behandlungsstandard zu entwickeln. Der Prozess ist kompliziert und ineffizient und erfordert die Interaktion vieler Organisationen mit unterschiedlichen Agenden und Zeitplänen. Es gibt auch eine Reihe von technologischen, wirtschaftlichen, regulatorischen und Erstattungshürden zu überwinden.
Die Mechanismen, die das Gesundheitssystem entwickelt hat, um uns angeblich zu schützen, arbeiten allzu oft gegen uns. Auch die Stiftung warnt: „Jahrzehnte sind zu lang für Patienten und ihre Familien, um auf medizinische Durchbrüche zu warten.
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Clifford Marks, MD, schreibt Der New Yorker über den Ersatz des Stethoskops durch Ultraschall werden Miniaturisierung, niedrigere Kosten und die Anwendung künstlicher Intelligenz als Faktoren genannt, aber ich denke, es ist nicht ehrgeizig genug. Diku Mandavia, MD, sagte ihm: „Aber Ultraschall – er ist billig, keine Strahlung – hat einen großen Wert für die Patientenversorgung. . . es wird allgegenwärtig sein.“
Hoffentlich.
Kim ist die ehemalige Leiterin des E-Marketings bei Master Plan Blues, Herausgeberin der verstorbenen und beklagten Tincture.io und schreibt jetzt regelmäßig für THCB.