Ultralyd kan erstatte hjernekirurgens skalpel

Hjernesvulster kan uskadeliggøres med ultralyd, som fokuseres fra 64 transducere monteret på en hjelm, patienten får på. Det syge væv dræbes af varmen, der opstår i lydbølgernes brændpunkt. Lyden kan fokuseres i et område på størrelse med et riskorn. Processen overvåges ved hjælp af kontinuert magnetisk skanning.

Kullervo Hynynen har sit laboratorium på Brigham and Women's Hospital, som indgår i Harvard Medical School. Han har i mange år arbejdet med operationer af sprængte blodkar og af svulster ved hjælp af ultralyd. Ultralyd er velkendt som middel til skanning af væv, f.eks. af fosterets stilling hos vordende mødre. Det har også været anvendt til knusning af nyresten, hvor en række lydbølger, som hver især ikke afsætter ret meget energi i vævet, de trænger igennem, fokuseres i en nyresten, som derved knuses. Men også blødere væv kan påvirkes med denne teknik.

Ved skanning er lydbølgernes intensitet lav. Energien er omkring 1,75 W/cm2. Det svarer til en tiendedel af solenergien på samme areal på jordoverfladen. Ved den terapeutiske ultralydsbehandling benytter Hynynen effekter, som er 10.000 så store som ved den diagnostiske skanning. Teknikken kaldes HIFU, høj-intensitets fokuseret ultralyd. Transducerne er hver især konkave, så deres stråling fokuseres i et punkt, og systemet af transducere, f.eks. de 64 i hjelmen, er fasestyrede, så bølgerne interfererer positivt i det fælles fokus. Hynynen samarbejder med israelske forskere i firmaet InSightec. Behandling af brystkræft er under testning i kliniske forsøg på menneskelige patienter. Fibrøse livmodersvulster er også blevet behandlet med held.

Ultralyden sætter vævet i kraftige svingninger, som bevirker en opvarmning af vævet. Væv ødelægges ved f.eks. 60 grader i et minut. Det døde væv transporteres bort af kroppens blodceller, helt som ved f.eks. en betændelse. Teknikken kan også standse en blødning f.eks. i en åre i leveren. Ved forsøg på grise kunne man på omkring et minut standse blødningen i en sprængt pulsåre i bækkenregionen. Stiksår kunne ligeledes "lapppes", og militærets interesse i Hynynens arbejde er naturligt nok særligt stor. De støtter hans forskning økonomisk. Skudsår eller skader ved granatsprængninger kræver lynhurtig lukning af såret.

Ultralydsbehandling af hjernesvulster udgør et helt specielt problem. Selve kraniet absorberer nemlig lydbølgerne. Derved er der fare for opvarmning af knoglevævet. Desuden varierer tykkelsen af kranievæggen. Lydbølger forsinkes derfor en varierende tid alt efter positionen af svulsten relativt til lydkilden. Kraniet fungerer som en defokuserende linse, som svækker bølgerne med en faktor på 10-20, og "kranielinsen" bryder lydbølgerne, så de ender flere millimeter borte fra det ønskede fokus, siger Hynynen. Hans hjelm løser begge problemer. Ved at anvende 64 transducere afsætter hver enkelt lydstråle kun meget lidt energi i kranieknoglen. Fasekontrollen sikrer, at alle lydbølger når svulsten i fase, så de interfererer positivt. Svulsten opvarmes under overvågning af en magnetisk skanner.

Hynynen er i gang med forsøg med kranier fra afdøde mennesker. Når man behersker den computerstyrede fokuseringsteknik, går man over til dyreforsøg, og han håber at kunne begynde kliniske forsøg på menneskelige patienter allerede i år. Med lidt held bliver hjernekirurgens bor, sav og skalpel overflødige, og en hjernesvulstoperation bliver en kort affære i forhold til de mange timer, den tager i dag.