Mikrovågsteknik förbättrar diagnos och behandling av tumörer, stroke och muskelskador

Andreas Fhager, enhetschef och docent på Biomedicinsk Elektromagnetik på institutionen för Elektroteknik vid Chalmers, beskriver mikrovågsteknik så här:

– Med mikrovågsteknik kan man se in i kroppen genom att skicka in signaler som reflekteras i de olika vävnadstyperna. Om man har en blödning, cancertumör eller annan skada bidrar det till att mikrovågorna sprids och ger upphov till reflektioner som bland annat beror på att vatteninnehållet i vävnaden skiljer. Den reflektionen fångas upp av mottagarantenner och analysernas med olika typer av algoritmer för att kunna detektera, identifiera och skilja dessa från friska kroppsdelar.  

Billig, portabel och säker

Fördelen med mikrovågsteknik för diagnostik är att det är en billigare lösning jämfört med många andra tekniker. Det är en stor fördel att systemen kan byggas portabla och att man därmed kan ta med dem i en ambulans och möjliggöra till exempel diagnos av stroke och traumapatienter mycket tidigare än vad som är möjligt idag.   

– Stroke är en akut åkomma som behöver behandlas snarast men det kan göras först efter att man anlänt till sjukhus och gjort en datortomografiundersökning. Förhoppningen är att med hjälp av mikrovågsteknik redan i ambulans ge en indikation på vilken typ av stroke man fått och hur allvarlig den är för att bättre kunna avgöra vart patienten ska transporteras för rätt vård och så småningom till och med kunna påbörja behandling i ambulansen, säger Andreas Fhager. Forskningen har hittills resulterat i ett kliniskt godkänt, CE-märkt, instrument som nu utvärderas av slutanvändare i att identifiera patienter med stroke.

Mikrovågsteknik kan också användas för behandling av cancertumörer, så kallad hypertermi.

Hypertermi

Hypertermi är en metod för cancerbehandling som syftar till att värma tumören till mellan 40 °C och 44 °C. Tekniken är går ut på att man skickar signaler med hög effekt in i kroppen från flera håll så att de når tumören samtidigt varvid det sammanlagda elektriska fältet blir så starkt att tumören värms upp. Det är extra viktigt att kunna styra och kontrollera uppvärmningen mycket noggrant så att den inte påverkar intilliggande vävnad. Samtidigt är det väsentligt att få upp temperaturen tillräckligt högt. Det är en avancerad process att bestämma hur antennuppställningen ska se ut, vilka signaler som ska sändas ut samt att positionera patienten i systemet så att behandlingen stämmer överens med planeringen. Forskningen leds av docent Hana Dobsicek Trefna och forskargruppen jobbar med att ta fram en prototyp för att kunna fortsätta med kliniska försök.  

Två fokusområden som forskargruppen jobbar med är hjärntumör hos barn och tumörer i huvud, hals och nacke-regionen.

– En stor fördel med hypertermi kombinerat med traditionell strålbehandling eller cytostatikabehandling är att man kan minska biverkningarna, som strålbehandling ger utan att kompromissa med behandlingseffekten, säger Hana Dobsicek Trefna.

Radarteknik

Ytterligare ett område som gruppen forskar inom är radarteknik, även kallas biomedicinsk radar som leds av docent Xuezhi Zeng. Med hjälp av en kompakt radarsensor kan man kontinuerligt läsa av kroppens rörelser och möjliggöra monitorering av motoriska funktioner. Tekniken kan göra stor nytta inom rehabilitering, då den kan ge objektiva bedömningar och öka patienters delaktighet, vilket i sin tur leder till bättre individanpassad och personcentrerad rehabilitering.

På sikt kommer tekniken kunna miniatyriseras och göras så billig att den även kan användas i hemmiljö.

– Biomedicinsk radar har stor potential att användas vid vård hemma. Med kontinuerlig monitorering av patienters gång och aktiviteter, kan vi förutse fallolyckor hos äldre, följa progressionen av kognitiva sjukdomar såsom Alzheimers och Parkinsons samt följa upp behandlingseffekter, säger docent Xuezhi Zeng.

Andra områden som Andreas Fhagers forskargrupp undersöker är detektion av traumatiska blödningar i huvud, buk och bröstkorg, bröstcancerdiagnostik, muskelbristningar i samband med idrottsskador, samt hydrocephalus, (vattenskalle) hos barn.

Forskningen inom forskargruppen drivs i samverkan med ett stort antal partners inom klinisk forskning, hälso- och sjukvård samt industri.

SahlBEC Lab

SahlBEC Lab har kommit till på initiativ de tidigare parterna i MedTech West och är till stor del finansierat av ett anslag från Tillväxtverket. De tre parterna i projektet, Chalmers, Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet (SA/GU) samt Sahlgrenska universitetssjukhuset har också bidragit till finansieringen. SahlBEC Lab är en plats för kliniknära forskning där vård, industri och akademi kan samarbeta inom flera områden.

SahlBEC lab är ett dubbelt avskärmat rum (elektriskt och magnetiskt) som kommer användas för att bedriva forskning inom mikrovågsteknik och magnetencefalografi, så kallad MEG. Forskningen inom MEG kommer kan tillämpas på flera olika områden, till exempel epilepsi. Sammantaget kommer forskning bedrivas i ett brett spann av områden, exempelvis neurovetenskap, onkologi, trauma, kardiologi och psykiatri. Avskärmningen gör att mikrovågor med hög effekt går att använda på ett säkert sätt och därmed är labbet lämpat för forskning inom hypertermi.

Utrymmet kommer fysiskt att placeras inom verksamheten för radiologi på Sahlgrenska Universitetssjukhuset, i direkt anslutning till vården.

– Labbet med både elektrisk och magnetisk avskärmning är världsunikt och ger fantastiska möjligheter att utveckla ny medicinteknik. En huvudmålsättning är att arbeta med kliniska studier av mikrovågstekniken och MEG i tidig utvecklingsfas, säger Andreas Fhager

– Just nu pågår funktionstester av labbet och vi förväntar oss att det är färdigt till sommaren. Därefter kan vi börja driftsätta labbet, avslutar Andreas Fhager.