Monash University forskare i Australien har utvecklat radikal icke-invasiv teknologi som kan användas för att diagnostisera luftvägslungsjukdomar, såsom cystisk fibros och lungcancer, och potentiellt snabba behandlingar för patienter.

Forskare har för första gången tagit teknik som vanligtvis är begränsad till högteknologiska synkrotronanläggningar till en gemensam laboratoriemiljö, och applicerade ny fyrdimensionell röntgenhastighetsavbildning (XV Technology) för att ge högupplösta och känsliga realtidsbilder av luftflödet genom lungorna i levande organismer.

Studien, ledd av Dr Rhiannon Murrie från Institutionen för mekanisk och rymdteknik vid Monash University, visar den sannolika inverkan denna teknik har vid upptäckt av luftvägssjukdomar, övervakning och behandling genom icke-invasiva och icke-terminala metoder.

Tekniken har också potential att se om behandlingar för luftvägssjukdomar fungerar mycket tidigare.

Tekniken har sedan dess kommersialiserats av det australiensiska medicintekniska företaget 4Dx Limited, ledd av VD och tidigare Monash University-forskaren professor Andreas Fouras. Tekniken har uppskalats för kliniska prövningar på människor som äger rum i USA, med fas I redan genomfört framgångsrikt.

Studien publicerades i Vetenskapliga rapporter i januari 2020.

"Den tidiga diagnosen och pågående övervakningen av genetiska och kroniska lungsjukdomar, som cystisk fibros, astma och lungcancer, för närvarande hämmas av oförmågan att fånga den rumsliga fördelningen av lungfunktionen i en andningslunga, " sa Dr Murrie.

"Eftersom lungfunktionstester mäts i munnen, dessa tester kan inte lokalisera var i lungan någon funktionsförändring har sitt ursprung. Dessutom, datortomografi, samtidigt som de ger 3D-bilder av hög kvalitet, kan inte avbilda lungan medan den andas, vilket innebär att luftflödet genom luftvägarna och in i lungvävnaden inte kan mätas."

Forskning av Dr. Murrie och det multidisciplinära samarbetet mellan fysiker, ingenjörer, biologer och kliniker ändrar denna metod för diagnos och behandling av lungsjukdomar, genom att bestämma den funktionella lungrörelsen och luftflödet hos levande möss, förvärvad genom röntgenteknik med 30 bilder per sekund.

En jämförelse av en musmodell med cystisk fibros mot en frisk kontrollmus gjorde det möjligt för forskare att observera en dramatisk minskning av luftningen av lungorna i vänster lunga hos den sjuka musen, till stor del på grund av en blockerad luftväg.

Forskare kunde lokalisera de exakta platserna där lungbrister fanns och platsen för hindret som orsakade det begränsade luftflödet.

Det framgångsrika försöket öppnar vägar för att diagnostisera luftvägssjukdomar, behandlas och hanteras tidigare än vad nuvarande teknik tillåter och med en lägre stråldos än nuvarande CT-skanning.

"Förmågan att utföra denna teknik i labbet gör longitudinella studier av sjukdomsprogression och behandlingsutveckling möjliga på lättillgängliga anläggningar över hela världen, " sa Dr Murrie.

"Det här fyndet är ett spännande steg i att öka förståelsen för lungsjukdomar och behandlingar som påverkar miljontals människor globalt, och särskilt för dem med cystisk fibros, som drabbar fler än 70, 000 människor över hela världen."

Professor Fouras sa:"Jag är glad att se denna teknik, ursprungligen utvecklad vid Monash University, och kommersialiseras nu för att maximera den kliniska effekten, möjliggör också banbrytande medicinsk forskning som denna."