Bellen klinken anders aan de wand
Onderzoekers van de Physics of Fluids groep van Prof. Detlef Lohse
(Technische Natuurwetenschappen) hebben ontdekt dat het gedrag van
medische bellen voor echoscopie verrassend anders is als deze zich in
de buurt van een vaatwand bevinden. De ontdekking levert belangrijke
nieuwe inzichten op voor molecular imaging met ultrageluid, het
opsporen van ziektes in het lichaam op het niveau van één enkele cel.
De bevindingen staan deze maand in het vakblad Applied Physics
Letters.
Michel Versluis van de Physics of Fluids groep: "Belletjes stijgen
door de zwaartekracht altijd op naar een vrij oppervlak of tegen een
wandje. We zochten dus een manier om ze te vangen en hebben een
methode ontwikkeld om dat te doen met een laser, in een zogenaamde
`optical tweezer'. Door het laserlicht op een speciale manier te
focusseren maken we een soort optische punthoed die we dan op de bel
zetten. De bel wil opstijgen, maar is omsloten door het laserlicht.
Vervolgens kan je met de laser de gevangen bel alle kanten op bewegen.
Door die laseropstelling nu te integreren met onze Brandaris
hogesnelheidscamera, die 25 miljoen plaatjes per seconde kan opnemen,
konden we voor het eerst de activiteit van een enkele contrastbel
observeren vrij van naburige wanden en andere bellen. En die bleek
beduidend anders van amplitude en van akoestische signatuur."
Het belletje wordt omlaag bewogen met een optische `punthoed', en de
activiteit is te meten, ook als het belletje vrij is van wanden en
andere bellen
De onderzoekers konden met speciale optische apparatuur ook meerdere
bellen op gecontroleerde wijze invangen en manipuleren. Zo werden met
de Brandaris camera ook de hydrodynamische en akoestische interacties
tussen bellen onderling in kaart gebracht. "Die observaties sluiten in
grote lijn aan bij wat we al weten van grotere bellen, maar we
ontdekken boeiende nieuwe details over de wisselwerking tussen bellen
juist op de microschaal en daar blijkt de fysica toch voor een groot
deel onbegrepen te zijn.".
De ontdekking is belangrijk voor de ontwikkeling van nieuwe
diagnostische technieken waarbij bellen met bio-chemische plakkers
hechten aan geselecteerde ziektebeelden. Omdat deze target-bellen aan
de vaatwand sterk verschillende ultrageluid echo's opleveren hopen de
onderzoekers met deze methode ziekten al in een heel vroeg stadium te
detecteren met het relatief eenvoudige en goedkope echoscopie.
Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door een intensieve samenwerking
van de Physics of Fluids groep met de Advanced Technology and
NanoScience group van het Italiaans Nationaal Onderzoekscentrum INFM
in Trieste en de Zwitserse onderzoeksafdeling van het farmaceutische
bedrijf Bracco in Genève. Het project bundelde de kennis van de drie
groepen op het gebied van ultrageluid contrastbellen, ultrasnelle
camera's en optische micromanipulatie.
Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van een groot strategisch
project van de Europese Commissie, waarin een consortium uit zeven
Europese landen, bestaande uit bedrijven uit de medisch technische en
farmaceutische industrie enerzijds en academische
onderzoeksinstellingen en medische centra anderzijds, werkt aan de
ontwikkeling van het vroegtijdig detecteren van prostaatkanker. Het
project is sterk gerelateerd aan het NIMTIK speerpuntonderzoek van het
Biomedisch Technologisch Instituut (BMTi) van de Universiteit Twente
waarin gewerkt wordt aan contrastverhoging voor optische en
akoestische technieken om tumoren al in een vroeg stadium op te sporen
en te vernietigen.
Top
Laatst gewijzigd op 02-04-2007 11:53:59 door Webmaster
Universiteit Twente