MIT kuria lazeriu pagrįstą nekontaktinę sistemą

Neseniai MIT Linkolno laboratorijos mokslininkai ir Masačusetso bendrosios ligoninės (MGH) Ultragarso tyrimų ir vertimo centro (CURT) bendradarbiai sukūrė naujo tipo medicininio vaizdo gavimo prietaisą: nekontaktinį lazerinį ultragarsą (NCLUS).
Teigiama, kad ši lazeriu pagrįsta ultragarso sistema suteikia vidinių kūno savybių, tokių kaip organai, riebalai, raumenys, sausgyslės ir kraujagyslės, vaizdus. Sistema taip pat gali išmatuoti kaulų stiprumą ir potencialiai sekti skirtingus ligos etapus.

„Mūsų patentuota odai saugios lazerinės sistemos koncepcija skirta pakeisti medicininį ultragarsą, įveikiant tradicinių kontaktinių zondų apribojimus“, – aiškina vyriausiasis Linkolno laboratorijos Aktyvių optinių sistemų grupės darbuotojas Robertas Hauptas.
Robertas Hauptas ir vyresnysis personalo narys Charlesas Wynnas yra technologijos išradėjai, o grupės vadovo pavaduotojas Matthew Stowe yra atsakingas už techninį vadovavimą ir NCLUS programos priežiūrą. rajan Gurjar yra sistemų integratoriaus lyderis, o Jamie Shaw, Bert Green, Brian Boitnott (dabar Stanfordo universitete) ir Jake'as Jacobsenas bendradarbiavo optinės ir mechaninės inžinerijos ir sistemų kūrimo srityse.
Nors moderniausios medicininės ultragarso sistemos gali atskirti audinių ypatybes kelių milimetrų atstumu, ši technologija turi tam tikrų apribojimų. Kita vertus, nekontaktinis lazerinis ultragarsas (NCLUS) gali sumažinti sonografų poreikį ir sumažinti operatoriaus kintamumą visiškai automatizuodamas ultragarsinio vaizdo gavimo procesą. Lazerinis pozicionavimas gali būti tiksliai atkurtas, taip pašalinant pakartotinių matavimų kintamumą. Kadangi matavimas yra nekontaktinis, su juo nesusijęs lokalizuotas audinių tankinimas ar vaizdo ypatybių iškraipymas. Be to, panašiai kaip MRT ir KT, bekontaktis lazerinis ultragarsas (NCLUS) naudoja odos žymenis, kad užtikrintų fiksuotą atskaitos funkciją, kad būtų galima atkurti ir palyginti pasikartojančius nuskaitymus laikui bėgant. Siekdama palaikyti šią sekimo funkciją, laboratorijos komanda sukūrė programinę įrangą, skirtą apdoroti ultragarsinius vaizdus ir aptikti bet kokius vaizdų pokyčius.
Nekontaktinis lazerinis ultragarsas (NCLUS) nereikalauja nei rankinio slėgio, nei sujungimo gelio (kuris reikalingas kontaktiniams zondams), todėl jis taip pat puikiai tinka pacientams, kurių kūno dalys yra skausmingos ar jautrios, yra trapios būklės arba kuriems gresia pavojus. infekcijos. Ši technologija leidžia vaizduoti nudegimus ar traumas patyrusius pacientus, pacientus, kuriems operacijos metu tiesiogiai atsidaro gilieji audiniai, neišnešiotiems naujagimiams, kuriems reikalinga intensyvi priežiūra, pacientus, patyrusius kaklo ir stuburo traumų bei sergančius nuotolinėmis infekcinėmis ligomis.
Naudojant impulsinį lazerį, šviesos energija per orą perduodama į odos paviršių, kur patekusi į odą šviesa greitai sugeriama. Šviesos impulsas sukelia momentinį vietinį įkaitimą ir greitai deformuoja odą per termoelastinį procesą, o tai savo ruožtu sukuria ultragarso bangas, kurios veikia kaip ultragarso šaltinis.
Šviesos impulsas sukuria pakankamą ultragarso galią, kurio dažnis yra panašus į tikrąjį medicininį ultragarsą, nesukeldamas odos skausmo. Mokslininkų komanda patentavo optinio nešiklio bangos ilgių pasirinkimą, o fotoakustinis procesas sukurtas taip, kad būtų sukurtas nuoseklus ultragarso šaltinis, nepriklausomai nuo odos spalvos ar audinių šiurkštumo.
Ultragarso aidai, grįžtantys iš audinio, atrodo kaip vietiniai odos paviršiaus virpesiai, kurie matuojami labai jautriu specialiu lazeriniu Doplerio vibrometru.