Manapság az orvosok számos módszert és eszközt használnak a szkennelésre
A radiográfia a leggyakoribbmódszer a csontok, belső szervek állapotának elemzésére, valamint a mellrák diagnosztizálására. Amikor a röntgensugarak áthaladnak az emberi testen, a belőlük származó energiát a test különböző részei eltérő sebességgel szívják el. A készülék másik oldalán található detektor rögzíti ezt a sebességet, és az adatokat képpé alakítja.
A test azon részei, amelyeken a sugarak áthaladnaka lassabbak, például a csontok fehérnek tűnnek a képen, míg a kevésbé sűrűek (például belső szervek) sötét árnyalatúak. A röntgenfelvétel során a pácienst a másodperc töredékéig kisebb sugárzás éri – ez önmagában nem jelent egészségügyi veszélyt. Az ismételt expozíció azonban a megengedett sugárdózis túllépéséhez vezethet, és ennek eredményeként károsíthatja a beteg egészségét.
Egy másik típusú belső diagnosztikaszervek és szövetek - számítógépes tomográfia - a daganatok alakjának és méretének meghatározására, a csontkárosodásra, az erek állapotának és más betegségek megfigyelésére szolgál.
A beteg szkennelése előtt a gyomorba, vérbe illfestéket fecskendeznek a belekbe, ami kontrasztosabbá teszi a képet, és ennek eredményeként javítja a minőségét. Az eljárás során a páciens általában hanyatt fekszik egy lapos ágyon, amely a CT szkenner gyűrűjén belül csúszik.
A CT-vizsgálat biztonságos eljárás, de vana festékallergia valószínűsége a betegben. Ezenkívül az ilyen típusú vizsgálat során a beteget röntgen hatásnak kell kitenni. A becslések szerint a CT ideje alatt végzett expozíció enyhén növeli a rák kialakulásának esélyét sok év után, bár úgy gondolják, hogy ez a kockázat nagyon kicsi (kevesebb mint 1 ezer 2000-ből).
Mágneses rezonancia képalkotás (MRI)magában foglalja egy személy elhelyezését egy fémhengerben, és a mágneses magrezonancia elvét használja a gerjesztett hidrogénatomok közötti különbség mérésére a vizsgált terület különböző területein. Ez a fajta tomográfia a lágy szövetek, például a gerincvelő és az agy, valamint az üreges belső szervek, például a prosztata, a végbél és a méh vizsgálatakor a leghatékonyabb.
A pozitronemissziós tomográfia (PET) alapjaa szövetek és szervek radionuklid-kutatásáról, és az egyik legelterjedtebb módszer a különféle onkológiai betegségek diagnosztizálására.
Az eddigi legbiztonságosabb módszerszkennelés - ultrahang vagy ultrahang. Az eljárás során használt ultrahanghullámoknak nincs ismert mellékhatása – ellentétben a CT-vizsgálatokkal, MRI-vel és röntgenfelvételekkel, amelyek sugárzásnak teszik ki a pácienst.
Az ultrahangnak azonban jelentős korlátja van - az eszköz működéséhez a páciens bőréhez kell nyomni, ami bizonyos esetekben lehetetlen, például súlyos égési sérülések esetén.
Mit hoztak fel a tudósok?
A Light magazinban megjelent cikkben:A Science and Applications, az MIT mérnökei egy olyan rendszert írtak le, amely egy ultrahangos gép képességeit utánozza, de lézereket használ, amelyek lehetővé teszik, hogy a pácienstől két láb távolságból szkenneljen.
A röntgensugárzással ellentétben a lézerek nemismételt expozíció esetén sem jelentenek veszélyt a beteg egészségére. A rendszerben használt lézerek hullámhossza 1550 nm – az ilyen hullámokat a víz elnyeli, és nem okoznak nagyobb kárt, mint ha egy lézermutatót az emberi bőrre világítanak.
Mivel a bőr főleg vízből áll,A lézersugárzást elnyelik a vízmolekulák, és ezek tágulásához vezetnek. A molekulák ezt a tágulását és összehúzódását egy impulzus lézernyaláb vezérli, amely stabil rezgéseket - hanghullámokat - hoz létre, hasonlóan ahhoz, amelyek a hangszóró felületén alakulnak ki az elektromos jelek hatására. Ezután ezek a hanghullámok terjednek a beteg teljes testében - akárcsak a hagyományos ultrahangos készülék hanghullámai.
Új ultrahang letapogató rendszer
Az ultrahangos gépben a visszatérő hanghullámokat mikrofon rögzíti, funkcióját az új rendszerben vevő lézer látja el, amely érzékeny mozgásérzékelőként szolgál.
Mivel a hanghullámok kölcsönhatásba lépnekKülönböző típusú szövetek, amikor behatolnak a testbe, különböző intenzitású és gyakoriságúakkal térnek vissza a normális szintre. Ezenkívül a hanghullámok olyan rezgéseket hoznak létre a bőr felületén, amelyek felismerhetők és mérhetők. Ezeket a méréseket szoftver és algoritmusok felhasználásával dolgozzák fel, így képet kapunk arról, hogy mi van a páciens testében.
Az ultrahang kép (bal) összehasonlítása az új rendszer képével (jobb)
Van-e hátránya az új módszernek?
A tesztelés első szakaszában a kutatókegy új beállítást használt a gömb alakú zselatin formába helyezett fémtárgyak szkennelésére. Miután egy kereskedelmi forgalomban lévő ultrahangszondával megjelenítették az adatokat, a tudósok azt találták, hogy a tesztek során készült két kép megnyugtatóan hasonlít.
Aztán a tudósok átvizsgálták az állatok lágy szöveteités arra a következtetésre jutott, hogy a lézeres ultrahang finomabb tulajdonságokat képes megkülönböztetni, mint a hagyományos ultrahang: az izmok, a zsír és a csont közötti határ.
A harmadik szakaszban a kutatók végeztekkísérlet egy önkéntes csoporton. Számos egészséges ember alkarját átvizsgálva a fejlesztés szerzői arra a következtetésre jutottak, hogy a rendszer jól meghatározza a zsír, az izmok és a szövetek határait. Világosan láthatóak voltak és összehasonlíthatók voltak a kereskedelemben kapható ultrahangos érzékelőkkel kapott képekkel.
A kutatók számos hiányosságot is találtak ebbena rendszer működése. Először is, a hagyományos ultrahanghoz hasonlóan a lézerek a bőr felszíne alatt mindössze 6 cm mélységig képesek behatolni a páciens testébe – pontosabban az orvosok nem láthatják a nagyobb mélységben elhelyezkedő belső szerveket és csontokat.
Másodszor, a lézerek által biztosított kép pontossága továbbra is alacsonyabb, mint az ultrahangé. A képfelbontás továbbra sem elegendő a betegségek 90% -os valószínűséggel történő kimutatásához.
Képek az új ultrahangos letapogató rendszerből
A tudósok most azon dolgoznak, hogy bővítsék a rendszer képességeit, beleértve a segítségével készített képek felbontásának növelését.
A következő lépés a felszerelés méretének csökkentésetegye hordozhatóvá a szkennelést és a képfeldolgozást is. A tudósok szerint ez egy különösen fontos lépés - a test távoli letapogatása lehetővé teszi az eljárás elvégzését magasan képzett szakember részvétele nélkül. Más szavakkal: a betegek képesek egyedül otthon elvégezni az eljárást.
Mi a baj a fejlesztéssel?
Furcsa módon, hogy nincsaz új szkennelési módszer problémája lehet a beteg egészségére gyakorolt negatív hatás. A röntgenvizsgálattól eltérően, amelynek viselkedését az ember háttér sugárzásának enyhe növekedése határozhatja meg, a távoli ultrahangvizsgálat nem hagy nyomot. Ez lehetővé teszi az emberi egészségre vonatkozó adatok megszerzését az ő ismerete nélkül - egyszerűen egy fél méter távolságból történő beolvasásával. Maga az ember valószínűleg soha nem fogja tudni.
Ez a feltételezés tudományos fantasztikusnak tűnik,Ha azonban a tudósoknak sikerül hordozható készüléket létrehozniuk a távoli szkenneléshez, akkor ez valósággá válhat. Az emberi egészségre vonatkozó adatok hipotetikusan érdeklődhetnek a bankok és biztosítótársaságok, valamint azok számára, amelyek mesterséges intelligenciát képznek vagy adatkészleteket gyűjtenek.