Focussed ultrasound takes aim at chronic lower back pain / Ultrasuoni focalizzati per curare il mal di schiena cronico
Focussed ultrasound takes aim at chronic lower back pain / Ultrasuoni focalizzati per curare il mal di schiena cronico
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa
Patients with collapsed intervertebral discs could be one
day be treated without the need for invasive surgery, thanks to a system
that focuses high intensity ultrasound onto the spine.
The technology, developed by Prof Constantin Coussios and colleagues
at the Institute of Biomedical Engineering at Oxford University, allows
the ultrasound to be focused at a precise point on the spine.
Chronic lower back pain is one of the most common musculoskeletal conditions worldwide. Patients can require spinal surgery, which can lead to complications.
Partial disc replacement, in which the degenerated gelatinous core of the disc is replaced by an implant, is a less invasive procedure, but leaves a hole in the wall of the disc, through which the implant can leak out.
High-intensity focussed ultrasound (HIFU) is being considered as a potential new approach to treat the condition, in which the technology would be used to liquefy the core of the disc.
But the treatment site is deep within the body, beneath bone and layers of tissue, making it difficult to generate a focused ultrasound beam, according to Coussios.
So the researchers – including Prof Robin Cleveland – have developed a system in which an ultrasound transducer and receiver on the tip of a needle communicate with an external ultrasound array fitted around the patient’s body, he said.
The system consists of three components; a “lego style” modular ultrasound device that can be fitted together and arranged in different shapes and positions around the patient’s body; an implantable ultrasound device at the tip of a needle; and a control system.
“Once the array is configured and positioned over the skin, the next challenge is to figure out how to best drive the individual elements so as to achieve optimal focusing at the intended target,” said Coussios.
This can be done by firing each element of the array in turn and recording the signals as they reach the sensor on the needle, or by firing the transmitter on the needle and recording it as it is received by all of the array elements, he said.
“Either of these techniques can then be used to determine the relative phase between array elements to achieve optimal focussing in the intended tissue target,” said Coussios.
ITALIANO
Pazienti con dischi intervertebrali collassati potrebbero un giorno essere trattati senza la necessità di chirurgia invasiva, grazie ad un sistema che concentra un'alta intensità di ultrasuoni sulla colonna vertebrale.
La tecnologia, sviluppata dal Prof. Constantin Coussios e colleghi presso l'Istituto di Ingegneria Biomedica all'Università di Oxford, permette agli ultrasuoni di mettere a fuoco un punto preciso sulla colonna vertebrale.
Il mal di schiena cronico è uno dei disturbi muscolo-scheletrici più comuni in tutto il mondo. I pazienti possono richiedere un intervento chirurgico spinale, che può portare a complicazioni.
La sostituzione del disco parziale, in cui il nucleo gelatinoso degenerato del disco viene sostituito da un impianto, è una procedura meno invasiva, ma lascia un foro nella parete del disco, attraverso la quale l'impianto può fuoriuscire.
Un'alta intensità di focalizzati ultrasuoni (HIFU) viene considerata come un potenziale nuovo approccio per trattare la condizione, in cui la tecnologia potrebbe essere utilizzata per liquefare il nucleo del disco.
Ma il sito di trattamento è profondo nel corpo, sotto ossea e strati di tessuto, rendendo difficile generare un fascio di ultrasuoni focalizzati, secondo Coussios.
Così i ricercatori - tra Prof Robin Cleveland - hanno sviluppato un sistema in cui un trasduttore a ultrasuoni e il ricevitore sulla punta di un ago comunicano con un sistema di ultrasuoni esterni montati attorno al corpo del paziente, ha detto.
Il sistema è costituito da tre componenti; un dispositivo a ultrasuoni modulare "stile lego" che può essere montato insieme e disposti in diverse forme e posizioni intorno al corpo del paziente; un dispositivo a ultrasuoni impiantabile sulla punta di un ago; e un sistema di controllo.
"Una volta che il sistema è configurato e posizionato sulla pelle, la prossima sfida è quello di capire come guidare meglio i singoli elementi in modo da ottenere un'ottima messa a fuoco del bersaglio", ha detto Coussios.
Questo può essere fatto mediante unione di ciascun elemento della matrice e registrare i segnali quando raggiungono il sensore sull'ago, o posizionando il trasmettitore sull'ago con registrazione come viene ricevuto da tutti gli elementi della matrice, ha detto .
"Entrambe queste tecniche possono poi essere utilizzate per determinare la fase relativa tra gli elementi del sistema per ottenere la messa a fuoco ottimale nel target previsto dei tessuti", ha detto Coussios.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/focussed-ultrasound-takes-aim-at-chronic-lower-back-pain/?cmpid=tenews_3151636
Chronic lower back pain is one of the most common musculoskeletal conditions worldwide. Patients can require spinal surgery, which can lead to complications.
Partial disc replacement, in which the degenerated gelatinous core of the disc is replaced by an implant, is a less invasive procedure, but leaves a hole in the wall of the disc, through which the implant can leak out.
High-intensity focussed ultrasound (HIFU) is being considered as a potential new approach to treat the condition, in which the technology would be used to liquefy the core of the disc.
But the treatment site is deep within the body, beneath bone and layers of tissue, making it difficult to generate a focused ultrasound beam, according to Coussios.
So the researchers – including Prof Robin Cleveland – have developed a system in which an ultrasound transducer and receiver on the tip of a needle communicate with an external ultrasound array fitted around the patient’s body, he said.
The system consists of three components; a “lego style” modular ultrasound device that can be fitted together and arranged in different shapes and positions around the patient’s body; an implantable ultrasound device at the tip of a needle; and a control system.
“Once the array is configured and positioned over the skin, the next challenge is to figure out how to best drive the individual elements so as to achieve optimal focusing at the intended target,” said Coussios.
This can be done by firing each element of the array in turn and recording the signals as they reach the sensor on the needle, or by firing the transmitter on the needle and recording it as it is received by all of the array elements, he said.
“Either of these techniques can then be used to determine the relative phase between array elements to achieve optimal focussing in the intended tissue target,” said Coussios.
ITALIANO
Pazienti con dischi intervertebrali collassati potrebbero un giorno essere trattati senza la necessità di chirurgia invasiva, grazie ad un sistema che concentra un'alta intensità di ultrasuoni sulla colonna vertebrale.
La tecnologia, sviluppata dal Prof. Constantin Coussios e colleghi presso l'Istituto di Ingegneria Biomedica all'Università di Oxford, permette agli ultrasuoni di mettere a fuoco un punto preciso sulla colonna vertebrale.
Il mal di schiena cronico è uno dei disturbi muscolo-scheletrici più comuni in tutto il mondo. I pazienti possono richiedere un intervento chirurgico spinale, che può portare a complicazioni.
La sostituzione del disco parziale, in cui il nucleo gelatinoso degenerato del disco viene sostituito da un impianto, è una procedura meno invasiva, ma lascia un foro nella parete del disco, attraverso la quale l'impianto può fuoriuscire.
Un'alta intensità di focalizzati ultrasuoni (HIFU) viene considerata come un potenziale nuovo approccio per trattare la condizione, in cui la tecnologia potrebbe essere utilizzata per liquefare il nucleo del disco.
Ma il sito di trattamento è profondo nel corpo, sotto ossea e strati di tessuto, rendendo difficile generare un fascio di ultrasuoni focalizzati, secondo Coussios.
Così i ricercatori - tra Prof Robin Cleveland - hanno sviluppato un sistema in cui un trasduttore a ultrasuoni e il ricevitore sulla punta di un ago comunicano con un sistema di ultrasuoni esterni montati attorno al corpo del paziente, ha detto.
Il sistema è costituito da tre componenti; un dispositivo a ultrasuoni modulare "stile lego" che può essere montato insieme e disposti in diverse forme e posizioni intorno al corpo del paziente; un dispositivo a ultrasuoni impiantabile sulla punta di un ago; e un sistema di controllo.
"Una volta che il sistema è configurato e posizionato sulla pelle, la prossima sfida è quello di capire come guidare meglio i singoli elementi in modo da ottenere un'ottima messa a fuoco del bersaglio", ha detto Coussios.
Questo può essere fatto mediante unione di ciascun elemento della matrice e registrare i segnali quando raggiungono il sensore sull'ago, o posizionando il trasmettitore sull'ago con registrazione come viene ricevuto da tutti gli elementi della matrice, ha detto .
"Entrambe queste tecniche possono poi essere utilizzate per determinare la fase relativa tra gli elementi del sistema per ottenere la messa a fuoco ottimale nel target previsto dei tessuti", ha detto Coussios.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/focussed-ultrasound-takes-aim-at-chronic-lower-back-pain/?cmpid=tenews_3151636
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