MIT изгражда базирана на лазер система за безконтактно

Наскоро изследователи от лабораторията Линкълн на Масачузетския технологичен институт и сътрудници в Центъра за ултразвукови изследвания и превод (CURT) на Масачузетската обща болница (MGH) разработиха нов тип медицинско устройство за изображения: безконтактен лазерен ултразвук (NCLUS).
Твърди се, че тази базирана на лазер ултразвукова система предоставя изображения на вътрешни характеристики на тялото като органи, мазнини, мускули, сухожилия и кръвоносни съдове. Системата може също да измерва здравината на костите и потенциално да проследява различни стадии на заболяването.

„Нашата патентована концепция за безопасна за кожата лазерна система е проектирана да трансформира медицинския ултразвук чрез преодоляване на ограниченията на традиционните контактни сонди“, обяснява главният изследовател Робърт Хаупт, старши член на персонала в групата за активни оптични системи на лабораторията на Линкълн.
Робърт Хаупт и старши член на персонала Чарлз Уин са съизобретатели на технологията, а Матю Стоу, заместник-ръководител на групата, отговаря за техническото ръководство и надзора на програмата NCLUS. rajan Gurjar е лидер на системния интегратор, а Джейми Шоу, Бърт Грийн, Брайън Бойтнот (сега в Станфордския университет) и Джейк Джейкъбсен си сътрудничат в областта на оптичното и механичното инженерство и изграждането на системи.
Докато най-съвременните медицински ултразвукови системи могат да разграничат характеристиките на тъканите в рамките на няколко милиметра, тази технология има някои ограничения. Безконтактният лазерен ултразвук (NCLUS), от друга страна, може да намали нуждата от ехографи и да намали променливостта на оператора чрез пълно автоматизиране на процеса на получаване на ултразвуково изображение. Лазерното позициониране може да бъде точно възпроизведено, като по този начин се елиминира променливостта на повтарящите се измервания. Тъй като измерването е безконтактно, няма локализирано уплътняване на тъканта или изкривяване на характеристиките на изображението, свързани с него. В допълнение, подобно на MRI и CT, безконтактният лазерен ултразвук (NCLUS) използва кожни маркери, за да осигури фиксирана референтна функция за възпроизвеждане и сравняване на повтарящи се сканирания във времето. За да поддържа тази функция за проследяване, лабораторният екип разработи софтуер за обработка на ултразвукови изображения и откриване на всякакви промени между изображенията.
Безконтактният лазерен ултразвук (NCLUS) не изисква нито ръчно херметизиране, нито свързващ гел (който е необходим за контактни сонди), така че е много подходящ и за пациенти, които имат болезнени или чувствителни части на тялото, са в крехко състояние или са изложени на риск на инфекция. Тази технология позволява изобразяване на пациенти с изгаряния или травми, пациенти с директни отвори към дълбоки тъкани по време на операция, недоносени бебета, изискващи интензивни грижи, пациенти с наранявания на врата и гръбначния стълб и пациенти с отдалечени инфекциозни заболявания.
Използвайки импулсен лазер, светлинната енергия се предава през въздуха до повърхността на кожата, където светлината се абсорбира бързо, след като навлезе в кожата. Светлинният импулс причинява мигновено локализирано нагряване и бързо деформира кожата чрез термоеластичен процес, който от своя страна генерира ултразвукови вълни, които действат като източник на ултразвук.
Светлинният импулс генерира достатъчна ултразвукова мощност при честота, сравнима с действителния медицински ултразвук, без да причинява болка на кожата. Изследователският екип патентова избора на оптична носеща дължина на вълната и фотоакустичният процес е проектиран да произвежда постоянен източник на ултразвук, независимо от цвета на кожата или грапавостта на тъканите.
Ултразвуковото ехо, връщащо се от вътрешността на тъканта, се появява като локализирани вибрации на повърхността на кожата, които се измерват от високочувствителен, специален лазерен доплеров виброметър.