Danas postoje mnoge metode i uređaji koje liječnici koriste za skeniranje
Radiografija je najčešćametoda za analizu stanja kostiju, unutarnjih organa, kao i za dijagnosticiranje raka dojke. Kada X-zrake prolaze kroz ljudsko tijelo, različiti dijelovi tijela različitim brzinama apsorbiraju njihovu energiju. Detektor na suprotnoj strani uređaja bilježi tu brzinu i podatke pretvara u sliku.
Dijelovi tijela kroz koje prolaze zrakeoni sporiji, na primjer kosti, na slici izgledaju bijele boje, dok oni manje gustoće (na primjer, unutarnji organi) imaju tamnu nijansu. Tijekom rendgenskog snimanja pacijent je djelić sekunde izložen manjem zračenju - ono samo po sebi ne predstavlja opasnost za zdravlje. Međutim, opetovano izlaganje može dovesti do prekoračenja dopuštene doze zračenja i, kao rezultat toga, uzrokovati štetu zdravlju pacijenta.
Druga vrsta interne dijagnostikeorgana i tkiva - kompjutorizirana tomografija - koristi se za određivanje oblika i veličine tumora, oštećenja kostiju, praćenje stanja krvnih žila i drugih bolesti.
Prije skeniranja pacijenta u želudac, krv iliboja se ubrizgava u crijeva, što sliku čini kontrastnijom i, kao rezultat, poboljšava njezinu kvalitetu. Tijekom postupka pacijent obično leži na leđima na ravnom krevetu koji klizi unutar prstena CT skenera.
CT skeniranje je siguran postupak, ali postojivjerojatnost alergije na bojilo kod pacijenta. Osim toga, kod ove vrste pregleda pacijent je izložen rendgenu. Procjenjuje se da izloženost tijekom CT-a može malo povećati šanse za razvoj karcinoma nakon više godina, iako se vjeruje da je taj rizik vrlo mali (manji od 1 na 2000).
Magnetna rezonancija (MRI)uključuje stavljanje osobe u metalni cilindar i koristi se principom nuklearne magnetske rezonancije za mjerenje razlike između pobuđenih atoma vodika u različitim područjima područja koje se proučava. Ova vrsta tomografije najučinkovitija je pri pregledu mekih tkiva, poput leđne moždine i mozga, kao i šupljih unutarnjih organa, poput prostate, rektuma i maternice.
Temelji se pozitronska emisijska tomografija (PET).na radionuklidnom istraživanju tkiva i organa i jedna je od najčešćih metoda za dijagnosticiranje raznih onkoloških bolesti.
Najsigurnija metoda do sadaskeniranje - ultrazvuk, ili ultrazvuk. Ultrazvučni valovi koji se koriste tijekom postupka nemaju poznate nuspojave - za razliku od CT skeniranja, MRI i X-zraka, koji pacijenta izlažu zračenju.
Međutim, ultrazvuk ima značajno ograničenje - da bi uređaj radio, mora se pritisnuti na kožu pacijenta, što je u nekim slučajevima nemoguće, na primjer, kod teških opeklina.
Što su znanstvenici smislili?
U članku objavljenom u časopisu Light:Science and Applications, inženjeri MIT-a opisali su sustav koji oponaša mogućnosti ultrazvučnog stroja, ali koristi lasere koji mu omogućuju skeniranje s dva metra udaljenosti od pacijenta.
Za razliku od X-zraka, laseri to ne činene predstavljaju opasnost za zdravlje pacijenta čak ni pri ponovljenom izlaganju. Laseri koji se koriste u sustavu imaju valnu duljinu od 1.550 nm - takve valove apsorbira voda i ne uzrokuju više štete nego usmjeravanje laserskog pokazivača na ljudsku kožu.
Budući da se koža uglavnom sastoji od vode,Lasersko zračenje apsorbira molekule vode i dovodi do njihovog širenja. To širenje i kontrakcija molekula kontrolira impulzna laserska zraka, koja stvara stabilne vibracije - zvučne valove, slične onima koje nastaju na površini zvučnika kao odgovor na električne signale. Zatim se ti zvučni valovi šire po cijelom tijelu pacijenta - baš poput zvučnih valova iz uobičajenog aparata za ultrazvuk.
Novi sustav za ultrazvučno skeniranje
U ultrazvučnom aparatu povratne zvučne valove hvata mikrofon; u novom sustavu njegovu funkciju obavlja prijemni laser koji služi kao osjetljivi detektor pokreta.
Budući da zvučni valovi komuniciraju sarazličite vrste tkiva dok prodiru u tijelo vraćaju se u normalu s različitim intenzitetom i frekvencijama. Uz to, zvučni valovi stvaraju vibracije na površini kože koje je moguće otkriti i izmjeriti. Ta se mjerenja zatim obrađuju pomoću softvera i algoritama, što rezultira slikom onoga što se nalazi unutar pacijentovog tijela.
Usporedba ultrazvučne slike (lijevo) sa slikom novog sustava (desno)
Ima li nova metoda nedostataka?
Tijekom prve faze testiranja, istraživačikoristio je novu postavu za skeniranje metalnih predmeta smještenih u sferični kalup od želatine. Nakon vizualizacije podataka pomoću komercijalne ultrazvučne sonde, znanstvenici su otkrili da su dvije slike dobivene u testovima bile uvjerljivo slične.
Tada su znanstvenici pregledali meka tkiva životinjai došao do zaključka da laserski ultrazvuk može razlikovati suptilnije značajke od konvencionalnog ultrazvuka: granicu između mišića, masti i kostiju.
U trećoj fazi, istraživači su provelieksperimentirajte na grupi dobrovoljaca. Pretražujući podlaktice nekoliko zdravih ljudi, autori razvoja došli su do zaključka da sustav dobro određuje granice masti, mišića i tkiva. Bili su jasno vidljivi i usporedivi sa slikama dobivenim komercijalnim kontaktnim ultrazvučnim senzorima.
Istraživači su također pronašli brojne nedostatke urad sustava. Prvo, kao i kod tradicionalnog ultrazvuka, laseri mogu prodrijeti u tijelo pacijenta do dubine od samo 6 cm ispod površine kože – točnije, liječnici ne mogu vidjeti unutarnje organe i kosti koje se nalaze na većoj dubini.
Drugo, točnost slike koju laseri dopuštaju još uvijek je niža od one ultrazvuka. Rezolucija slike još uvijek nije dovoljna za otkrivanje bolesti s vjerojatnošću blizu 90%.
Slike s novog sustava za ultrazvučno skeniranje
Sada znanstvenici rade na proširenju mogućnosti sustava, uključujući povećanje rezolucije slika snimljenih uz njegovu pomoć.
Sljedeći korak je smanjenje veličine opreme ičine i skeniranje i obradu slika prijenosnim. Prema znanstvenicima, ovo je posebno važan korak - daljinsko skeniranje tijela omogućit će vam da provedete postupak bez sudjelovanja visoko kvalificiranog stručnjaka. Drugim riječima, pacijenti će moći samostalno provoditi postupak kod kuće.
Što nije u redu s razvojem?
Čudno, odsutnost bilo kakvognegativan učinak na zdravlje pacijenta može biti problem nove metode skeniranja. Za razliku od rendgenskih pretraga, čije se provođenje može odrediti malim porastom pozadinskog zračenja osobe, daljinski ultrazvučni pregled ne ostavlja tragove. To će vam omogućiti da dobijete podatke o ljudskom zdravlju bez njegovog znanja - jednostavnim skeniranjem s udaljenosti od pola metra. Sam čovjek, najvjerojatnije, nikad neće znati.
Ova pretpostavka zvuči kao znanstvena fantastika,Međutim, ako znanstvenici uspiju stvoriti prijenosni uređaj za daljinsko skeniranje, to može postati stvarnost. Podaci o zdravlju ljudi hipotetski mogu biti zanimljivi bankama i osiguravajućim društvima, kao i tvrtkama koje treniraju umjetnu inteligenciju ili prikupljaju skupove podataka.