Ultradźwiękowa opaska uciskowa zapobiegająca krwawieniu pola bitwy

Wojsko USA zaczęło opracowywać ultradźwiękową opaskę uciskową, aby zatrzymać zagrażające życiu krwawienie podczas walki.

Opaski ultradźwiękowe mogą powstrzymać krwawienie z naczyń krwionośnych poprzez nieinwazyjną koagulację krwi za pomocą skupionych fal dźwiękowych. (Źródło: Badania firmy Philips)

Nazywany Koagulacja akustyczna z głębokim krwawieniem (DBAC) Program ma na celu stworzenie urządzenia przypominającego mankiet, które owija się wokół zranionej kończyny. Zamiast wywierać nacisk na ranę w celu powstrzymania przepływu krwi, urządzenie wykorzystywałoby skupione wiązki ultradźwięków (fale dźwiękowe o częstotliwościach słyszalnych) do nieinwazyjnych skrzepów naczyń, bez względu na ich głębokość.

Jeśli dojdzie do uderzenia w główne naczynie krwionośne i szybko straci się dużo krwi, człowiek może umrzeć w ciągu kilku minut, mówi Michael Pashley, szef Obrazowania i Terapii Ultradźwiękowej w firmie Badania firmy Philips w Briarcliff Manor, NY, jednej z grup biorących udział w programie.

Według Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Pentagonu (DARPA), te wewnętrzne krwawienia są główną przyczyną śmierci żołnierzy na polu bitwy, mówi Pashley. W związku z tym DARPA przeznacza na projekt do 51 milionów dolarów w ciągu czterech lat, który ma zostać rozłożony na wiele różnych organizacji badawczych.

Opaska USG ma na celu kupić czas, aby lekarz mógł przenieść pacjenta do lepiej wyposażonej placówki medycznej. Lawrence Crum , dyrektor Centrum Ultradźwięków Przemysłowych i Medycznych w Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle, który pracuje w tej dziedzinie od ponad dekady.

Po nałożeniu na zranioną kończynę mankiet automatycznie wykrywałby, a następnie uszczelniał uszkodzone naczynia krwionośne lub tętnice, skupiając wiązki fal ultradźwiękowych na ranie w celu jej skrzepnięcia, w procesie znanym jako ultradźwięki o wysokiej intensywności lub HIFU.

Fale ultradźwiękowe są zwykle nieszkodliwe, odbijając się od tkanki. To jest zasada sonogramów, mówi Crum. Ale kiedy fale ultradźwiękowe są skupione, efekt jest radykalnie inny. Jeśli skoncentrujesz ultradźwięki w taki sam sposób jak światło, możesz podnieść temperaturę, szczególnie jeśli fala jest pochłaniana przez tkankę, mówi.

Aby osiągnąć ten efekt, częstotliwość musi być dostosowana do zwiększenia jej absorpcji przez tkankę, a intensywność musi być około milion razy większa niż w obrazowaniu ultradźwiękowym. Crum mówi, że po nałożeniu na krwawiącą ranę efekt jest podobny do przyżegania.

HIFU jest już zatwierdzony w niektórych częściach świata do leczenia raka prostaty, podczas gdy trwają badania kliniczne nad zastosowaniem go w leczeniu raka wątroby i nerek. W leczeniu raka tkanka guza jest ablowana za pomocą HIFU.

Nałożenie go na krwawienie wydaje się rozsądnym następnym krokiem, mówi Gail ter Haar , fizyk z Zespołu Terapeutycznej Ultradźwięków Instytutu Badań nad Rakiem w Royal Marsden Hospital pod Londynem. To ambitne, ale całkiem możliwe do zrealizowania, mówi.

Otaczająca tkanka może w tym procesie ulec uszkodzeniu, ponieważ zostanie podgrzana blisko temperatury wrzenia. Ale naczynia krwionośne pozostają sprawne, ponieważ przepływ krwi w naczyniu chłodzi ścianę, a tym samym ją chroni, mówi ter Haar. Tak więc krew wokół otworu koaguluje, podczas gdy krew przepływająca przez naczynia nadal krąży.

Biologiczna wykonalność tej technologii jest dobrze ugruntowana, mówi Joseph Eichinger, prezydent z siedzibą w Seattle AcousTx , która została wydzielona z innej firmy, Therus, aby wziąć udział w programie badawczym DARPA. Therus , również w Seattle, również opracowuje sposoby wykorzystania ultradźwięków do zatrzymania krwawienia. W szczególności opracowywany jest system hemostazy akustycznej w celu uszczelnienia nakłuć w tętnicy udowej pachwiny, które powstają podczas leczenia cewnikiem sercowym. Jak mówi Eichinger, zwykle takie przebicia muszą być poddawane ciągłemu naciskowi, a ich uszczelnienie może zająć od 30 minut do kilku godzin. Dzięki podejściu HIFU uszczelniają w zaledwie kilka sekund.

W swojej ostatecznej formie mankiet akustyczny będzie składał się z lekkiego, elastycznego urządzenia z zarówno ultradźwiękowymi przetwornikami obrazowania, jak i przetwornikami terapeutycznymi wyściełającymi jego wnętrze. Przetworniki obrazujące, które działają w taki sam sposób jak sonogramy, zostaną użyte do pierwszej identyfikacji naczyń krwionośnych w kończynie i zlokalizowania ewentualnych krwawień. Przetworniki terapeutyczne skupiają się następnie na hamowaniu przepływu krwi.

Wszystkie te możliwości zostały zademonstrowane jako oddzielne części, mówi Eichinger – teraz pojawia się inżynieryjna przeszkoda polegająca na połączeniu ich w pakiet zdolny przetrwać trudy pola bitwy. To bardzo wymagające środowisko, mówi. Wystarczająco trudno jest zabrać iPoda do Iraku i sprawić, by działał. Rzeczywiście, ciepło, wilgotność, kurz i hałaśliwe środowisko elektromagnetyczne podczas walki nie mogą być dalej od bezpiecznej i czystej sali zabiegowej w szpitalu.

ukryć