Nykyään lääkärit käyttävät skannaukseen monia menetelmiä ja laitteita
Radiografia on yleisinmenetelmä luiden, sisäelinten kunnon analysointiin sekä rintasyövän diagnosointiin. Kun röntgensäteet kulkevat ihmiskehon läpi, niistä tuleva energia imeytyy kehon eri osiin eri nopeudella. Laitteen vastakkaisella puolella oleva ilmaisin tallentaa tämän nopeuden ja muuttaa tiedot kuvaksi.
Kehon osat, joiden läpi säteet kulkevathitaammat, esimerkiksi luut, näyttävät kuvassa valkoisilta, kun taas vähemmän tiheät (esim. sisäelimet) ovat tummia. Röntgenkuvauksen aikana potilas altistuu vähäiselle säteilylle sekunnin murto-osan ajan – tämä ei sinänsä ole terveydelle vaarallista. Toistuva altistuminen voi kuitenkin johtaa sallitun säteilyannoksen ylittymiseen ja sen seurauksena vahingoittaa potilaan terveyttä.
Toinen sisäisen diagnoosin tyyppielimiä ja kudoksia - tietokonetomografiaa - käytetään kasvainten muodon ja koon, luuvaurioiden, verisuonten kunnon ja muiden sairauksien seurantaan.
Ennen potilaan skannausta vatsaan, vereen taisuolistoon ruiskutetaan väriainetta, mikä tekee kuvasta kontrastisemman ja parantaa sen laatua. Toimenpiteen aikana potilas makaa yleensä selällään tasaisella sängyllä, joka liukuu TT-renkaan sisällä.
CT-skannaus on turvallinen menettely, mutta onväriallergian todennäköisyys potilaalla. Lisäksi tämän tyyppisessä tutkimuksessa potilas altistetaan röntgenkuvat. On arvioitu, että altistuminen CT: n aikana voi hiukan lisätä syövän kehittymismahdollisuuksia monien vuosien jälkeen, vaikkakin tämän riskin uskotaan olevan hyvin pieni (vähemmän kuin yksi 2 000: sta).
Magneettiresonanssikuvaus (MRI)Se sisältää henkilön sijoittamisen metallisylinterin sisään ja käyttää ydinmagneettisen resonanssin periaatetta mittaamaan virittyneiden vetyatomien välistä eroa tutkittavan alueen eri alueilla. Tämäntyyppinen tomografia on tehokkain tutkittaessa pehmytkudoksia, kuten selkäydintä ja aivoja, sekä onttoja sisäelimiä, kuten eturauhanen, peräsuole ja kohtu.
Positroniemissiotomografia (PET) perustuukudosten ja elinten radionukliditutkimuksessa ja on yksi yleisimmistä menetelmistä erilaisten onkologisten sairauksien diagnosoinnissa.
Turvallisin tapa tähän mennessäskannaus - ultraääni tai ultraääni. Toimenpiteen aikana käytetyillä ultraääniaalloilla ei ole tunnettuja sivuvaikutuksia - toisin kuin TT-skannaukset, MRI- ja röntgenkuvat, jotka altistavat potilaan säteilylle.
Ultraäänellä on kuitenkin merkittävä rajoitus - jotta laite toimisi, se on painettava potilaan ihoa vasten, mikä on mahdotonta joissakin tapauksissa, esimerkiksi vakavien palovammojen yhteydessä.
Mitä tutkijat keksivät?
Light-lehdessä julkaistussa artikkelissa:Tiede ja sovellukset, MIT:n insinöörit kuvasivat järjestelmän, joka jäljittelee ultraäänilaitteen ominaisuuksia, mutta käyttää lasereita, joiden avulla se voi skannata kahden jalan etäisyydeltä potilaasta.
Toisin kuin röntgensäteet, laserit eiväteivät aiheuta vaaraa potilaan terveydelle edes toistuvassa altistumisessa. Järjestelmässä käytettävien lasereiden aallonpituus on 1550 nm – tällaiset aallot imeytyvät veteen eivätkä aiheuta enempää vahinkoa kuin laserosoittimen kohdistaminen ihmisen iholle.
Koska iho koostuu pääasiassa vedestä,Vesimolekyylit absorboivat lasersäteilyn ja johtaa niiden laajentumiseen. Tätä molekyylien laajentumista ja supistumista ohjataan pulssisella lasersäteellä, joka luo vakaita värähtelyjä - äänen aaltoja, jotka ovat samanlaisia kuin kaiuttimen pinnalla vasteena sähköisille signaaleille. Sitten nämä ääniaallat leviävät koko potilaan kehoon - aivan kuten tavanomaisen ultraäänilaitteen ääniaallot.
Uusi ultraäänitutkimusjärjestelmä
Ultraäänilaitteessa palaavat ääniaallot vangitaan mikrofonilla, uudessa järjestelmässä sen toimintoa suorittaa vastaanottava laser, joka toimii herkänä liiketunnistimena.
Koska ääniaallot ovat vuorovaikutuksessaerityyppiset kudokset, kun ne tunkeutuvat kehoon, ne palautuvat normaaliksi eri intensiteeteillä ja taajuuksilla. Ääniaallot aiheuttavat lisäksi ihon pinnalle värähtelyjä, jotka voidaan havaita ja mitata. Nämä mittaukset käsitellään sitten ohjelmistojen ja algoritmien avulla, jolloin saadaan kuva siitä, mikä on potilaan kehossa.
Ultraäänikuvan (vasen) vertailu uuden järjestelmän kuvaan (oikea)
Onko uudella menetelmällä haittoja?
Testauksen ensimmäisessä vaiheessa tutkijatkäytti uutta asetusta pallomaiseen gelatiinimuottiin asetettujen metalliesineiden skannaamiseen. Visualisoimalla tiedot kaupallisella ultraäänianturilla tutkijat havaitsivat, että testeissä tuotetut kaksi kuvaa olivat vakuuttavasti samanlaisia.
Sitten tutkijat skannasivat eläinten pehmytkudoksetja tuli siihen johtopäätökseen, että laser-ultraääni voi erottaa hienovaraisemmat piirteet kuin tavanomainen ultraääni: lihaksen, rasvan ja luun välinen raja.
Kolmannessa vaiheessa tutkijat suorittivatkokeilu ryhmälle vapaaehtoisia. Tutkittuaan useiden terveiden ihmisten kyynärvarret, kehityksen laatijat päättelivät, että järjestelmä määrittelee rasvan, lihaksen ja kudoksen rajat hyvin. Ne olivat selvästi näkyviä ja vertailukelpoisia kaupallisten ultraäänianturien avulla saatujen kuvien kanssa.
Tutkijat löysivät myös useita puutteitajärjestelmän toimintaa. Ensinnäkin, kuten perinteisessä ultraäänessä, laserit pystyvät tunkeutumaan potilaan kehoon vain 6 cm:n syvyyteen ihon pinnan alapuolella - tarkemmin sanottuna lääkärit eivät näe sisäelimiä ja luita, jotka sijaitsevat suuremmassa syvyydessä.
Toiseksi, laserien sallima kuvan tarkkuus on silti alhaisempi kuin ultraäänellä. Kuvan resoluutio ei vieläkään riitä tautien havaitsemiseksi todennäköisyydellä lähes 90%.
Kuvia uudesta ultraäänitutkimusjärjestelmästä
Nyt tutkijat työskentelevät laajentaakseen järjestelmän ominaisuuksia, mukaan lukien sen avulla otettujen kuvien resoluution lisääminen.
Seuraava vaihe on pienentää laitteiden jatee sekä skannaus että kuvankäsittely kannettavaksi. Tutkijoiden mukaan tämä on erityisen tärkeä askel - vartalokaukokartoituksen avulla voit suorittaa toimenpiteen ilman korkeasti koulutetun asiantuntijan osallistumista. Toisin sanoen potilaat voivat suorittaa toimenpiteen yksinään kotona.
Mitä vikaa kehityksessä on?
Kummallista, ettei minkäänlaista olenegatiivinen vaikutus potilaan terveyteen saattaa olla uuden skannausmenetelmän ongelma. Toisin kuin röntgentutkimuksessa, jonka suorittaminen voidaan määrittää ihmisen tausta säteilyn pienellä lisäyksellä, kauko-ultraäänitutkimus ei jätä jälkiä. Tämän avulla voit saada tietoja ihmisten terveydestä ilman hänen tietämystään - skannaamalla ne puolen metrin etäisyydeltä. Itse ihminen, todennäköisesti, ei koskaan tiedä.
Tämä oletus kuulostaa tieteiskirjallisuudelta,Jos tiedemiehet kuitenkin onnistuvat luomaan kannettavan laitteen etäskannausta varten, siitä voi tulla todellisuutta. Ihmisten terveyttä koskevat tiedot voivat hypoteettisesti kiinnostaa pankkeja ja vakuutusyhtiöitä sekä yrityksiä, jotka kouluttavat tekoälyä tai keräävät aineistoa.