Недавно исследователи изЛаборатория Линкольна Массачусетского технологического институтаи сотрудники Центра ультразвуковых исследований и трансляции (CURT) Массачусетской больницы общего профиля (MGH) разработали новое устройство медицинской визуализации: бесконтактное лазерное ультразвуковое исследование (NCLUS).
(Источник: Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института)
Говорят, что эта лазерная ультразвуковая система позволяет получать изображения внутренних особенностей тела, таких как органы, жир, мышцы, сухожилия и кровеносные сосуды. Система также может измерять прочность костей и потенциально отслеживать различные стадии заболевания.
«Наша запатентованная концепция безопасной для кожи лазерной системы предназначена для преобразования медицинского ультразвука, преодолевая ограничения обычных контактных датчиков», — объясняет главный исследователь Роберт Хаупт, старший сотрудник группы активных оптических систем лаборатории Линкольна.
Роберт Хаупт и старший сотрудник Чарльз Винн являются соавторами технологии, а Мэтью Стоу, заместитель руководителя группы, отвечает за техническое руководство и надзор за программой NCLUS. Раджан Гурджар — руководитель системной интеграции, а Джейми Шоу, Берт Грин, Брайан Бойтнотт (сейчас работает в Стэнфордском университете) и Джейк Джейкобсен сотрудничали в области оптической и механической инженерии и построения систем.
Хотя современные медицинские ультразвуковые системы могут различать особенности тканей с точностью до нескольких миллиметров, эта технология имеет некоторые ограничения.Бесконтактное лазерное УЗИ (NCLUS)С другой стороны, может снизить потребность в специалистах по УЗИ и уменьшить вариативность действий оператора за счет полной автоматизации процесса получения ультразвукового изображения. Лазерное позиционирование может быть точно воспроизведено, что исключает вариативность повторных измерений. Поскольку измерение является бесконтактным, не происходит локального уплотнения ткани или связанного с ним искажения изображения. Кроме того, подобно МРТ и КТ, бесконтактное лазерное ультразвуковое исследование (NCLUS) использует маркеры кожи для обеспечения функции фиксированной системы отсчета для воспроизведения и сравнения повторных сканирований с течением времени. Для поддержки этой функции отслеживания команда лаборатории разработала программное обеспечение для обработки ультразвуковых изображений и обнаружения любых изменений между изображениями.
Бесконтактное лазерное ультразвуковое исследование (NCLUS) не требует ни ручного давления, ни связующего геля (который требуется для контактных датчиков), поэтому оно также хорошо подходит для пациентов, у которых есть болезненные или чувствительные части тела, которые находятся в хрупком состоянии или находятся в группе риска. инфекции. Эта технология позволяет визуализировать пациентов с ожогами или травмами, пациентов с прямым проникновением в глубокие ткани во время операции, недоношенных детей, нуждающихся в интенсивной терапии, пациентов с травмами шеи и позвоночника, а также пациентов с отдаленными инфекционными заболеваниями.
Используяимпульсный лазерЭнергия света передается через воздух на поверхность кожи, где свет быстро поглощается после попадания в кожу. Световой импульс вызывает мгновенное локальное нагревание и быстро деформирует кожу посредством термоупругого процесса, который, в свою очередь, генерирует ультразвуковые волны, которые действуют как источник ультразвука.
Световой импульс генерирует достаточную мощность ультразвука на частоте, сравнимой с реальным медицинским ультразвуком, не причиняя при этом никакой боли коже. Исследовательская группа запатентовала выбор длин волн оптической несущей, а фотоакустический процесс предназначен для создания стабильного источника ультразвука, независимого от цвета кожи или шероховатости тканей.
Ультразвуковые эхо, возвращающиеся из тканей, проявляются в виде локализованных вибраций на поверхности кожи, которые измеряются высокочувствительным специализированным лазерным допплеровским виброметром.
