MIT rakentaa laserpohjaisen järjestelmän kosketuksettomaan

Äskettäin MIT:n Lincoln-laboratorion tutkijat ja Massachusetts General Hospitalin (MGH) Ultraäänitutkimus- ja käännöskeskuksen (CURT) yhteistyökumppanit ovat kehittäneet uudentyyppisen lääketieteellisen kuvantamislaitteen: kosketuksettoman laserultraäänen (NCLUS).
Tämän laserpohjaisen ultraäänijärjestelmän sanotaan antavan kuvia kehon sisäisistä ominaisuuksista, kuten elimistä, rasvasta, lihaksista, jänteistä ja verisuonista. Järjestelmä voi myös mitata luun vahvuutta ja mahdollisesti seurata sairauden eri vaiheita.

"Patentoitu ihoturvallinen laserjärjestelmäkonseptimme on suunniteltu muuttamaan lääketieteellistä ultraääntä ylittämällä perinteisten kosketusanturien rajoitukset", selittää johtava tutkija Robert Haupt, Lincoln Laboratoryn Active Optical Systems Groupin vanhempi toimihenkilö.
Robert Haupt ja Senior Staff Member Charles Wynn ovat teknologian keksijöitä, ja vararyhmänjohtaja Matthew Stowe vastaa NCLUS-ohjelman teknisestä johtamisesta ja valvonnasta. rajan Gurjar on järjestelmäintegraattorin johtaja, ja Jamie Shaw, Bert Green, Brian Boitnott (nyt Stanfordin yliopistossa) ja Jake Jacobsen tekivät yhteistyötä optisen ja mekaanisen suunnittelun ja järjestelmien rakentamisen parissa.
Vaikka huippuluokan lääketieteelliset ultraäänijärjestelmät voivat erottaa kudosten piirteet muutaman millimetrin sisällä, tällä tekniikalla on joitain rajoituksia. Kosketukseton laserultraääni (NCLUS) puolestaan ​​voi vähentää sonografien tarvetta ja vähentää operaattorin vaihtelua automatisoimalla täysin ultraäänikuvan hankintaprosessin. Laserpaikannus voidaan toistaa tarkasti, mikä eliminoi toistuvien mittausten vaihtelun. Koska mittaus on kosketukseton, siihen ei liity paikallista kudoksen tiivistymistä tai kuvan piirteiden vääristymistä. Lisäksi kosketukseton laserultraääni (NCLUS) käyttää magneettikuvauksen ja CT:n tapaan ihomarkkereita kiinteän viitekehyksen luomiseksi toistuvien skannausten toistamiseen ja vertailuun ajan mittaan. Tämän seurantatoiminnon tukemiseksi laboratorioryhmä kehitti ohjelmiston ultraäänikuvien käsittelemiseksi ja kuvien välisten muutosten havaitsemiseksi.
Kosketukseton laserultraääni (NCLUS) ei vaadi manuaalista paineistusta tai kytkentägeeliä (joita tarvitaan kosketusantureille), joten se sopii hyvin myös potilaille, joilla on kipeitä tai herkkiä ruumiinosia, jotka ovat hauraassa tilassa tai ovat vaarassa. infektiosta. Tämä tekniikka mahdollistaa palovamma- tai traumapotilaiden, potilaiden, joilla on suora aukko syvään kudokseen leikkauksen aikana, tehohoitoa tarvitsevien keskosten, niska- ja selkäydinvammojen sekä etätartuntataudeista kärsivien potilaiden kuvantamisen.
Pulssilaserin avulla valoenergia välittyy ilman kautta ihon pintaan, jossa valo imeytyy nopeasti ihoon joutuessaan. Valopulssi aiheuttaa välittömän paikallisen lämpenemisen ja muuttaa ihon nopeasti muotoaan termoelastisen prosessin kautta, mikä puolestaan ​​tuottaa ultraääniaaltoja, jotka toimivat ultraäänilähteenä.
Valopulssi tuottaa riittävän ultraäänitehon taajuudella, joka on verrattavissa varsinaiseen lääketieteelliseen ultraääneen aiheuttamatta kipua iholle. Tutkimusryhmä patentoi optisten kantoaallonpituuksien valinnan, ja fotoakustinen prosessi on suunniteltu tuottamaan johdonmukainen ultraäänilähde ihon väristä tai kudoksen karheudesta riippumatta.
Kudoksen sisältä palaavat ultraäänikaiut näkyvät paikallisina värähtelyinä ihon pinnalla, jotka mitataan erittäin herkällä laser-Doppler-vibrometrillä.