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ImecとCARDIS、独自のフォトニックベース医療機器を開発

CARDIS

January, 24, 2019, Leuven--Imec、ゲント大学(Ghent University)は、Medtronic、および他のCARDISプロジェクトパートナーとともに、シリコンフォトニクスベースのプロトタイプ医療機器を開発した。
 これは、動脈硬化のスクリーニング、動脈狭窄症や心不全などの心疾患診断のための機器。100名の患者による臨床検査は、フランス、パリのGeorges Pompidou European HospitalのINSERMによって実施された。
 心疾患(CVD)は、世界的に主要な死因の一つである。危機にある個人の早期特定により、病理過程停止、反転のための早期介入治療が可能になる。大動脈波速度(aPWV)計測による動脈硬化評価は、CVDリスク予測の最新ガイドラインに含まれており、これは高血圧の重要マーカーである。しかし、GPの診察室で動脈硬化の膨大な数の患者を簡単にスクリーニングすめたろりツールが現在、存在しない。その結果、多くの人々が診断されないままとなっている。
 Horizon 2020プロジェクトCARDISで、Imec、Medtronicおよび他の7パートナーは、CVD用プロトタイプモバイル、ローコスト、POCスクリーニング機器を開発した。デバイスの狙いは、患者への最小の物理的接触、オペレータの最小スキルで、迅速かつ再現性のある確実な方法で計測すること。機器の動作原理は、レーザドップラ振動計(LDV)。ここでは、非常に低出力のレーザが、動脈を覆う皮膚に向けられる。皮膚の振動振幅と周波数は、心臓鼓動からのものであり、これらは反射されたビームのドップラーシフトから抽出される。デバイスは、2列6ビームを持っており、動脈の上の皮膚の多点を並行スキャニングする。
 システムの中核には、シリコンフォトニクスチップがあり、これにはマルチビームLDVデバイスの光機能が含まれる。CARDISチップは、ゲント大学Imec研究所、フォトニクスリサーチグループが設計し、Imecのシリコンフォトニクス技術プラットフォームiSiPP50Gによりプロトタイプが作製された。また、アイルランドのTyndall National instituteで開発された、先進的光学パッケージングアプローチを利用して実装された。同システムは、ハンドヘルドデバイスに組み込まれ、Medtronicにより人体利用で評価された。
 パリのジョルジョ・ポンピドウ欧州病院(Georges Pompidou European Hospital)の臨床テストでは、健康な被検者と心血管疾患患者の両方からかなりの臨床データセットが収集された。機器の読み取り品質は、非常によいことが確認され、全ての被検者から十分な計測結果を得ることができた。また、セッション内の計測データと変動性は、参照技術によって取得されたデータと変動性に一致していた。完全データセットは現在利用可能であり、徹底分析はMedtronicのサポートを得て、INSERMと、ゲント大学バイオメディカルエンジニアリング学部で行われる。また、さらなる臨床研究が、Academic Hospital of Maastricht(オランダ)で計画されてる。
 次の段階では、大規模な患者グループおよび長期間臨床テストのために、少量のデバイスが製造される。この臨床研究により、早期の心疾患を検出する同技術の能力を実証すれば、量産が始まる。シリコンフォトニクス技術の利点の一つは、チップがローコストで量産できることである。