Nedavno su istraživači naMIT-ova Lincoln laboratorijai saradnici u Centru za ultrazvučno istraživanje i prevođenje (CURT) u Općoj bolnici Massachusetts (MGH) razvili su novi medicinski uređaj za snimanje: beskontaktni laserski ultrazvuk (NCLUS).
(Izvor: MIT Lincoln Laboratory)
Za ovaj ultrazvučni sistem baziran na laseru se kaže da daje slike unutrašnjih tjelesnih karakteristika kao što su organi, masnoće, mišići, tetive i krvni sudovi. Sistem također može mjeriti snagu kostiju i potencijalno pratiti različite faze bolesti.
„Naš patentirani koncept laserskog sistema koji je siguran za kožu je dizajniran da transformiše medicinski ultrazvuk prevazilaženjem ograničenja konvencionalnih kontaktnih sondi,“ objašnjava glavni istraživač Robert Haupt, viši član osoblja Grupe aktivnih optičkih sistema Lincoln Laboratory.
Robert Haupt i viši član osoblja Charles Wynn su izumitelji tehnologije, a Matthew Stowe, zamjenik vođe grupe, odgovoran je za tehničko vodstvo i nadzor NCLUS programa. rajan Gurjar je lider sistem integratora, a Jamie Shaw, Bert Green, Brian Boitnott (sada na Univerzitetu Stanford) i Jake Jacobsen su sarađivali na optičkom i mašinskom inženjerstvu i konstrukciji sistema.
Dok najmoderniji medicinski ultrazvučni sistemi mogu razlikovati karakteristike tkiva unutar nekoliko milimetara, ova tehnologija ima neka ograničenja.Beskontaktni laserski ultrazvuk (NCLUS), s druge strane, može smanjiti potrebu za sonografima i smanjiti varijabilnost operatera potpuno automatizirajući proces snimanja ultrazvučne slike. Lasersko pozicioniranje se može precizno reprodukovati, čime se eliminiše varijabilnost ponovljenih merenja. Budući da je mjerenje beskontaktno, ne postoji lokalizirano zbijanje tkiva ili izobličenje karakteristika slike povezano s njim. Osim toga, slično MRI i CT, beskontaktni laserski ultrazvuk (NCLUS) koristi markere kože kako bi pružio fiksni okvir referentne funkcije za reprodukciju i upoređivanje ponovljenih skeniranja tokom vremena. Kako bi podržao ovu funkciju praćenja, laboratorijski tim je razvio softver za obradu ultrazvučnih slika i otkrivanje bilo kakvih promjena između slika.
Beskontaktni laserski ultrazvuk (NCLUS) ne zahtijeva ni ručno stvaranje tlaka niti gel za spajanje (koji je neophodan za kontaktne sonde), tako da je također pogodan za pacijente koji imaju bolne ili osjetljive dijelove tijela, koji su u krhkom stanju ili su u opasnosti infekcije. Ova tehnologija omogućava snimanje pacijenata sa opekotinama ili traumama, pacijenata sa direktnim otvorima dubokog tkiva tokom operacije, nedonoščadi kojoj je potrebna intenzivna njega, pacijenata sa povredama vrata i kičme, kao i pacijenata sa udaljenim infektivnim bolestima.
Koristeći apulsni laser, svjetlosna energija se prenosi kroz zrak do površine kože, gdje se svjetlost brzo apsorbira kada uđe u kožu. Svjetlosni puls uzrokuje trenutno lokalizirano zagrijavanje i brzo deformira kožu kroz termoelastičan proces, koji zauzvrat stvara ultrazvučne valove koji djeluju kao izvor ultrazvuka.
Svjetlosni puls generiše dovoljnu snagu ultrazvuka na frekvenciji koja je uporediva sa stvarnim medicinskim ultrazvukom, a da ne uzrokuje bol na koži. Istraživački tim je patentirao izbor talasnih dužina optičkog nosača, a fotoakustički proces je dizajniran da proizvede konzistentan izvor ultrazvuka, nezavisno od boje kože ili hrapavosti tkiva.
Ultrazvučni odjeci koji se vraćaju iz tkiva pojavljuju se kao lokalizirane vibracije na površini kože, koje se mjere visoko osjetljivim, namjenskim laserskim dopler vibrometrom.
