국립보건원(NIH)이 국립암연구소(NCI)를 통해 5년간 300만 달러의 R01 상을 수여합니다.그레고리 S. 피셔 | 우스터 폴리테크닉 무료 슬롯소, PhD, 슬롯 사이트(WPI) 기계 공학 및 로봇 공학 조교수이자 WPI 이사자동화 및 중재 의학(AIM) 연구실는 주변 조직에 영향을 주지 않으면서 악성 조직을 정확하게 파괴하는 뇌종양 치료에 대한 새로운 최소 침습적 접근 방식을 테스트합니다. 이 접근법은 현재 치료법에 비해 상당한 개선이 될 것입니다.
"국립보건원(National Institutes of Health)이 수여하는 이 중요하고 경쟁이 치열한 상은 Fischer 교수와 그의 팀이 MRI 유도 슬롯 커뮤니티 수술에 선구적으로 기여한 것에 대한 인정일 뿐만 아니라 뇌암 및 기타 장기의 암에 대한 보다 효과적인 치료법을 위한 길을 열 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다."라고 WPI 원장 Eric Overström 박사는 말했습니다. "이 상은 엔지니어와 임상의 간의 협력을 통해 실현할 수 있는 의학의 주요 발전을 보여주는 강력한 사례이기도 합니다."
동영상 보기Fischer 교수의 MRI 유도 수술 슬롯 커뮤니티 연구에 대해.
시스템은 MRI(자기 공명 영상) 스캐너의 구멍 내에서 작동하도록 설계된 슬롯 커뮤니티을 사용하여 실시간 MRI 이미지의 도움으로 두개골의 동전 크기 구멍을 통해 종양까지 프로브를 정밀하게 안내합니다. 프로브는 간질성 고강도 집속 초음파(iHIFU)로 종양을 가열하여 종양을 파괴합니다. 업계 협력업체인 Acoustics MedSystems Inc.가 개발한 이 장치는 초음파 에너지를 방향성이 높은 방식으로 방출할 수 있으므로 불규칙한 모양의 심뇌종양에서도 악성 조직만 가열됩니다. Fischer 연구실에서 개발한 새로운 슬롯 커뮤니티 조작기와 WPI의 전기 및 컴퓨터 공학 교수인 Reinhold Ludwig 박사가 개발한 특별히 설계된 MRI 코일을 사용하여 실시간 MRI 이미지를 활용하면 프로브가 종양을 정확하게 표적으로 삼을 수 있습니다.
"신체 구조와 종양의 위치에 대한 정확한 지식이 필요한 수술의 경우 실시간 MRI 이미지는 매우 중요합니다."라고 Fischer는 말했습니다. "예를 들어 두개골에 구멍이 생기면 뇌가 부풀어 오르고 움직일 수 있으며 수술 직전에 획득한 이미지도 더 이상 정확하지 않게 됩니다. 실시간 이미지를 사용하면 실시간 제어와 높은 정확도가 가능합니다."
현재 뇌종양 진단을 받은 환자는 일반적으로 두 가지 치료 과정 중 하나를 받게 되는데, 두 과정 모두 중요한 제한 사항이 있습니다. 방사선 빔을 종양에 집중시키는 정위 방사선 수술은 비침습적이며 생존율을 높일 수 있지만 증상 완화를 위해 여러 가지 치료가 필요할 수 있고 종양이 파괴되었는지 확인하기가 어렵습니다. 개방형 뇌 수술은 증상을 빠르게 완화하고 실험실 테스트를 위한 조직 샘플을 제공하지만 매우 침습적이며 심각한 합병증을 유발할 수 있습니다.
Albany Medical College의 신경외과 부교수인 Julie Pilitsis, MD, PhD가 연구의 수석 임상 고문 역할을 할 것입니다. 심부 뇌 자극을 전문으로 하는 신경외과 의사인 Dr. Pilitsis는 이전에 매사추세츠 대학교 의과대학의 기능 신경외과 책임자였습니다. 현재 프로젝트의 공동 연구자는 UMass 의과대학 고급 MR 영상 센터의 부교수이자 공동 책임자인 Matthew Gounis 박사와 Acoustic MedSystems의 사장 겸 CEO인 Everette Burdette 박사입니다.
Acoustic MedSystems는 이를 안내하고 제어하는 데 도움이 되는 MRI 호환 절제 장치 및 소프트웨어를 개발할 것입니다. 이 장치에는 의사가 실시간 MRI 이미지에서 위치를 정확하게 추적할 수 있는 작은 센서와 실시간 이미지에 나타나는 종양의 모양에 맞게 초음파 침투 영역을 조정할 수 있는 초음파 방출기 배열이 포함됩니다. Fischer는 "실시간 영상에 의한 안내와 적합한 절제 구역의 조합은 절제 치료의 정확성과 성공에 있어 중요한 진전을 가져올 것입니다"라고 말했습니다. "현재 우리의 초점은 뇌종양에 맞춰져 있지만, 이 기술이 다른 기관의 암 치료에도 적용될 수 있을 것으로 믿습니다."
UMass Medical School 팀은 MRI 이미지에 대한 전문 지식을 연구에 활용하고 슬롯 커뮤니티 절제 시스템의 임상 테스트를 조정하고 수행할 것입니다. Fischer 팀은 실시간 MRI 유도에 따라 절제 도구를 뇌의 적절한 위치로 조작하고 전달하도록 특별히 설계된 새로운 슬롯 커뮤니티 장치를 개발할 예정입니다. 그런 다음 실시간 MR 열화상(MRI 스캐너는 조직의 온도 변화를 감지할 수 있음)을 사용하여 절제 요법을 수행합니다. 도구에서 생성된 초음파 에너지는 주변 조직을 파괴할 만큼 충분히 가열됩니다. MR 열화상은 어떤 조직이 가열되고 있는지 모니터링하고 의사가 초음파 도구의 출력을 대화형으로 조정하여 적절한 열량이 전달되도록 하는 데 사용됩니다.
"MRI는 다양한 조건에 대한 탁월한 영상 기법입니다. 그러나 현재까지 중재적 절차의 안내를 위해 이 기법을 활용하는 데 제한적인 성공을 거두었습니다. NIH의 상을 통해 우리는 MRI의 힘을 효과적으로 활용하여 뇌암 치료를 개선할 새로운 접근법과 기술을 개발할 수 있을 것이라고 믿습니다."
자동화 및 중재 의학(AIM) 연구실 정보
WPI의 AIM 연구소은 슬롯 커뮤니티 보조 수술, 영상 유도 중재, MRI 호환 메카트로닉스, 촉각 및 원격 조작, 슬롯 커뮤니티 재활, 보조 슬롯 커뮤니티 등 다양한 생체의학 슬롯 커뮤니티 분야 연구에 참여하고 있습니다. 연구소 소장인 Gregory Fischer 교수는 컴퓨터 통합 수술을 위한 NSF 엔지니어링 연구 센터의 일원으로 존스 홉킨스 대학에서 기계 공학 박사 학위를 취득한 후 2008년 WPI에 합류했습니다. 새로운 NIH 어워드에서 자금을 지원받은 슬롯 커뮤니티 기술은 MRI 스캐너의 까다로운 환경에서 작동하도록 설계된 수술 슬롯 커뮤니티에 대한 AIM Lab의 선구적인 작업을 기반으로 합니다. 핵심 연구 추진으로 AIM 연구소는 모듈식 MRI 슬롯 커뮤니티 제어 시스템, 압전 모터 작동 방식, 광학 힘 센서, 보어 내 원격 조작, 정위 신경외과 및 경피 전립선암 중재를 위한 수술 시스템을 개발했습니다. 이전 연구에서 Fischer와 그의 동료들은 매사추세츠 의과대학, 존스 홉킨스 대학, 보스턴에 있는 브리검 여성 병원의 연구자 및 임상의들과 협력하여 의회 주도 의료 연구 프로그램과 NIH의 자금을 지원받았으며 전립선암 진단 및 치료를 위한 수술에 사용할 수 있는 MRI 유도 슬롯 커뮤니티 시스템도 개발했습니다.
