Een verhoogde stijfheid van de bloedvaten is één van de vroegst waarneembare indicaties voor hart- en vaatziekten. Vandaag wordt dit vastgesteld door op twee verschillende plaatsen in het lichaam - ter hoogte van de halsslagader en de dijbeenslagader- de drukgolf te meten die door het bloedvat gaat bij elke hartslag. Er is heel wat deskundigheid nodig om deze meting correct te kunnen doen en het blijft een ruwe indicatie.

Imec, de Universiteit Gent, Medtronic en zeven andere partners binnen het CARDIS-project kondigen nu een prototype-toestel aan dat toelaat "om veel gemakkelijker, sneller en juister de stijfheid van de bloedvaten te meten".

Het toestel werkt op basis van het Dopplereffect. Een laserstraal wordt op de huid boven een slagader gericht, waarna de weerkaatste laserstraal geanalyseerd wordt. De Dopplerverschuiving tussen beide - de frequentieverandering die ontstaat ten gevolge van de beweging van de huid - geeft een indicatie voor het ogenblik waarop de drukgolf passeert. Door dit op twee plaatsen te doen kan de stijfheid van het bloedvat geschat worden.

Meting in minder dan tien minuten

Een prototype werd getest bij 100 patiënten in een klinische haalbaarheidsstudie door INSERM in het Georges Pompidou European Hospital in Parijs. Uit eerste resultaten blijkt dat de kwaliteit van de metingen zeer goed is, en in lijn met de metingen via referentiemeettechnieken.

"Het CARDIS-toestel werd goed onthaald door alle patiënten en was heel handig in gebruik," benadrukt Dr. Pierre Boutouyrie, de cardioloog die de haalbaarheidsstudie begeleidde. "Bij alle 100 patiënten kon een bruikbaar signaal gemeten worden. De meting kon ook zeer snel uitgevoerd worden, in minder dan tien minuten, en de patiënten werden de meting nauwelijks gewaar."

"Siliciumfotonica is een technologie die vandaag al voluit gebruikt wordt in datacenters en communicatienetwerken, maar nu ook heel beloftevol wordt voor medische toepassingen."

In een volgende stap zal een kleine serie van enkele tientallen van deze toestellen ontwikkeld worden waarmee een klinische studie bij een grote groep van duizenden patiënten kan uitgevoerd worden over een langere periode. Als deze studie aantoont dat de technologie toelaat om de kans op vroegtijdige detectie van hart- en vaatziekten beduidend te verhogen, kan overgegaan worden tot volumefabricage. Het grote voordeel van de siliciumfotonica-technologie is dat de chip, eens geproduceerd in volume, heel goedkoop wordt.

De fotonicachips in het nieuwe toestel werden ontworpen door de onderzoeksgroep fotonica aan de Universiteit Gent, en geprototyped met behulp van imec's fotonicachiptechnologie. "Siliciumfotonica is een technologie die vandaag al voluit gebruikt wordt in datacenters en communicatienetwerken, maar nu ook heel beloftevol wordt voor medische markten en toepassingen. Het feit dat deze technologie het leven van veel mensen met hart- en vaatziekten kan verbeteren inspireert ons om telkens weer nieuwe medische toepassingen te ontwikkelen", vertelt Roel Baets, hoofd van de onderzoeksgroep fotonica.