Przełom w diagnostyce chorób płuc: pierwsze udane zastosowanie tomografii ultradźwiękowej (USCT)  

W dziedzinie diagnostyki obrazowej płuc dokonano znaczącego przełomu. Naukowcy z Engineering Tomography Laboratory (ETL) na Uniwersytecie w Bath, we współpracy z firmą Netrix S.A., po raz pierwszy na świecie z powodzeniem zastosowali tomografię ultradźwiękową (USCT) do obrazowania płuc u pacjentów. To pionierskie osiągnięcie wyznacza nowy kierunek w rozwoju metod diagnostycznych, oferując rozwiązanie, które jest nie tylko bezpieczne i nieinwazyjne, ale również przenośne i dostępne przy łóżku chorego. 

 W przeciwieństwie do obecnie stosowanych technik, takich jak tomografia komputerowa (CT) czy rezonans magnetyczny (MRI), nowa metoda nie wymaga kosztownej i rozbudowanej infrastruktury, nie wiąże się z narażeniem pacjenta na promieniowanie jonizujące, a ponadto może być stosowana w warunkach szpitalnych bez konieczności transportowania chorego. Dzięki tym cechom USCT posiada potencjał, by zrewolucjonizować opiekę nad pacjentami, zwłaszcza na oddziałach intensywnej terapii, gdzie mobilność i szybkość reakcji są kluczowe. 

Opracowany system składa się z 32 czujników ultradźwiękowych rozmieszczonych w elastycznym, łatwym do założenia na klatkę piersiową pasie. Urządzenie wykorzystuje fale dźwiękowe o niskiej częstotliwości (40 kHz), które przenikają przez tkanki płucne, rejestrując zmiany prędkości propagacji fal i poziomu ich tłumienia. Dzięki temu możliwe jest dynamiczne odwzorowanie zmian zachodzących w płucach podczas cyklu oddechowego. 

W ramach przeprowadzonych badań in vivo, technologia została przetestowana na grupie ośmiu zdrowych ochotnikach. Uzyskane wyniki potwierdziły zdolność USCT do detekcji zmian w płucach w czasie rzeczywistym, zależnych od fazy oddechu. Kluczową rolę odegrały tu również zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego, takie jak autokodery i sieci neuronowe typu U-Net, które umożliwiły precyzyjną rekonstrukcję obrazów płuc na podstawie danych symulacyjnych. 

Opracowana technologia wykazała wysoką czułość na zmiany objętości i struktury płuc w fazach wdechu i wydechu, co może mieć istotne znaczenie w diagnostyce i monitorowaniu przebiegu wielu schorzeń układu oddechowego, w tym obrzęku płuc, odmy opłucnowej czy powikłań związanych z infekcją wirusem SARS-CoV-2. 

Perspektywy klinicznego zastosowania USCT są obiecujące. Metoda ta może w niedalekiej przyszłości stać się standardowym narzędziem do monitorowania wentylacji mechanicznej u pacjentów na OIOM-ie, wspierać wczesne wykrywanie patologii płuc oraz uzupełniać inne techniki obrazowe, takie jak tomografia impedancyjna (EIT), w celu uzyskania bardziej szczegółowych informacji diagnostycznych. 

Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie IEEE Transactions on Biomedical Engineering, a pełna treść publikacji jest dostępna pod adresem: link do publikacji 

Zespół badawczy, który stoi za tym osiągnięciem, tworzą prof. Manuchehr Soleimani oraz dr Rinki Goyal z Uniwersytetu w Bath, a także prof. Tomasz Rymarczyk z firmy Netrix S.A. Ich wspólna praca stanowi krok milowy w kierunku rozwoju dostępnych, bezpiecznych i efektywnych technologii obrazowania medycznego, które mogą zmienić sposób opieki nad pacjentami z chorobami układu oddechowego.