211service.com
En ultralyds-turniquet for at stoppe slagmarksblødning
Det amerikanske militær er begyndt at udvikle en ultralyds-turniquet i et forsøg på at stoppe livstruende blødninger under kamp.
Ultralydsstop kan forhindre blodkar i at bløde ud af ikke-invasivt koagulerende blod ved hjælp af fokuserede lydbølger. (Kredit: Philips Research)
Kaldes til Deep Bleeder akustisk koagulation (DBAC) programmet, sigter det mod at skabe en manchet-lignende enhed, der vikler sig om et såret lem. I stedet for at lægge tryk på såret for at dæmme blodstrømmen, ville enheden bruge fokuserede ultralydsstråler (lydbølger over de hørbare frekvenser) til ikke-invasivt at størkne kar, uanset hvor dybe de er.
Hvis en større blodåre bliver ramt, og meget blod tabes hurtigt, kan en person dø i løbet af få minutter, siger Michael Pashley, leder af Ultralydsbilleddannelse og terapi på Philips Research i Briarcliff Manor, NY, en af grupperne, der deltager i programmet.
Ifølge Pentagons Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) er disse indre blødningsskader den største dødsårsag for soldater på slagmarken, siger Pashley. I lyset af dette forpligter DARPA op til $51 millioner til projektet over fire år, der skal spredes på en række forskellige forskningsorganisationer.
Ultralydsturniqueten er beregnet til at købe tid, så en læge kan få patienten til en bedre udrustet medicinsk facilitet, siger Lawrence Crum , direktør for Center for Industriel og Medicinsk Ultralyd ved University of Washingtons Applied Physics Laboratory i Seattle, som har arbejdet inden for dette felt i mere end et årti.
Når manchetten først er påført et såret lem, vil manchetten automatisk opdage og derefter forsegle beskadigede blodkar eller arterier ved at fokusere stråler af ultralydsbølger på såret for at størkne det, i en proces kendt som høj intensitet fokuseret ultralyd eller HIFU.
Ultralydsbølger er sædvanligvis ufarlige og hopper af væv. Det er princippet bag sonogrammer, siger Crum. Men når ultralydsbølgerne fokuseres, er effekten radikalt anderledes. Koncentrerer man ultralyd på samme måde som lys, kan man hæve temperaturen, især hvis bølgen absorberes af vævet, siger han.
For at opnå denne effekt skal frekvensen være gearet til at øge dens absorption i vævet, mens intensiteten skal være cirka en million gange større end billeddannelsesultralyd. Når det påføres et blødende sår, ligner effekten kauterisering, siger Crum.
HIFU er allerede godkendt i dele af verden til behandling af prostatacancer, mens kliniske forsøg er i gang med at bruge det til behandling af lever- og nyrekræft. Til kræftbehandling fjernes tumorvævet ved hjælp af HIFU.
At anvende det på blødning virker som et fornuftigt næste skridt, siger Gail ter Haar , en fysiker ved Institute of Cancer Researchs Terapeutiske Ultralydsteam i Royal Marsden Hospital, nær London. Det er ambitiøst, men det er ret realiserbart, siger hun.
Omgivende væv kan blive beskadiget i processen, da det vil blive opvarmet tæt på kogepunktet. Men blodkarrene forbliver funktionelle, fordi blodgennemstrømningen i karret køler væggen og dermed beskytter den, siger ter Haar. Så blodet omkring åbningen koagulerer, mens blodet, der passerer gennem karrene, bliver ved med at flyde.
Den biologiske gennemførlighed af denne teknologi er veletableret, siger Joseph Eichinger, præsident for Seattle-baseret AcousTx , som blev spundet ud af en anden virksomhed, Therus, for at deltage i DARPAs forskningsprogram. Therus , også i Seattle, har også udviklet måder at bruge ultralyd til at stoppe blødning. Især dets akustiske hæmostasesystem er ved at blive udviklet til at forsegle punkteringer i lårbensarterien i lysken, der er forårsaget som en del af hjertekateterbehandlinger. Normalt skal disse punkteringer have et kontinuerligt tryk på dem, og det kan tage fra 30 minutter til flere timer at forsegle, siger Eichinger. Med HIFU-tilgangen forsegler de på få sekunder.
I sin endelige form vil den akustiske manchet bestå af en letvægts, fleksibel enhed med både ultralyds-billedtransducere og terapeutiske transducere langs dens inderside. Billedtransducerne, der fungerer på samme måde som sonogrammer, vil blive brugt til først at identificere vaskulaturen i et lem og lokalisere eventuelle blødninger. De terapeutiske transducere fokuseres derefter for at bremse blodgennemstrømningen.
Alle disse egenskaber er blevet demonstreret som separate dele, siger Eichinger - nu kommer den tekniske forhindring med at sætte dem sammen i en pakke, der er i stand til at overleve strabadserne på en slagmark. Det er et meget udfordrende miljø, siger han. Det er svært nok at tage en iPod ind i Irak og få den til at fungere. Faktisk kunne varmen, fugtigheden, støvet og det støjende elektromagnetiske miljø i kamp ikke være længere fra et sikkert og rent hospitalsbehandlingsrum.