Oggi esistono molti metodi e dispositivi utilizzati dai medici per eseguire la scansione
La radiografia è la più comuneun metodo per analizzare le condizioni delle ossa, degli organi interni e per diagnosticare il cancro al seno. Quando i raggi X attraversano il corpo umano, la loro energia viene assorbita dalle diverse parti del corpo a velocità diverse. Un rilevatore sul lato opposto del dispositivo registra questa velocità e trasforma i dati in un'immagine.
Parti del corpo attraverso le quali passano i raggiquelli più lenti, ad esempio le ossa, appaiono bianchi nell'immagine, mentre quelli meno densi (ad esempio gli organi interni) hanno una tinta scura. Durante una radiografia, il paziente è esposto per una frazione di secondo a radiazioni minori, che di per sé non rappresentano un pericolo per la salute. Tuttavia, l’esposizione ripetuta può portare al superamento della dose di radiazioni consentita e, di conseguenza, causare danni alla salute del paziente.
Un altro tipo di diagnostica internaorgani e tessuti - tomografia computerizzata - viene utilizzata per determinare la forma e le dimensioni dei tumori, i danni alle ossa, il monitoraggio delle condizioni dei vasi sanguigni e altre malattie.
Prima di scansionare il paziente nello stomaco, nel sangue onell'intestino viene iniettato un colorante che rende l'immagine più contrastata e, di conseguenza, ne migliora la qualità. Durante la procedura, il paziente solitamente giace supino su un lettino piano che scorre all'interno dell'anello dello scanner TC.
La TAC è una procedura sicura, ma esistela probabilità di allergia alla tintura nel paziente. Inoltre, in questo tipo di esame, il paziente è esposto ai raggi X. Si stima che l'esposizione durante la TC possa aumentare leggermente le possibilità di sviluppare il cancro dopo molti anni, anche se si ritiene che questo rischio sia molto piccolo (meno di 1 su 2.000).
Risonanza magnetica (MRI)prevede il posizionamento di una persona all'interno di un cilindro metallico e utilizza il principio della risonanza magnetica nucleare per misurare la differenza tra gli atomi di idrogeno eccitati in diverse aree dell'area studiata. Questo tipo di tomografia è più efficace quando si esaminano i tessuti molli, come il midollo spinale e il cervello, nonché gli organi interni cavi, come la ghiandola prostatica, il retto e l’utero.
Si basa sulla tomografia ad emissione di positroni (PET).sulla ricerca sui radionuclidi di tessuti e organi ed è uno dei metodi più comuni per diagnosticare varie malattie oncologiche.
Il metodo più sicuro fino ad oggiscansione: ultrasuoni o ultrasuoni. Le onde ultrasoniche utilizzate durante la procedura non hanno effetti collaterali noti, a differenza delle scansioni TC, della risonanza magnetica e dei raggi X, che espongono il paziente alle radiazioni.
Tuttavia, gli ultrasuoni presentano una limitazione significativa: affinché il dispositivo funzioni, deve essere premuto contro la pelle del paziente, cosa impossibile in alcuni casi, ad esempio in caso di gravi ustioni.
Che cosa hanno inventato gli scienziati?
In un articolo pubblicato sulla rivista Light:Science and Applications, gli ingegneri del MIT hanno descritto un sistema che imita le capacità di una macchina ad ultrasuoni, ma utilizza laser che gli consentono di eseguire la scansione da mezzo metro di distanza dal paziente.
A differenza dei raggi X, i laser nonon rappresentano alcun pericolo per la salute del paziente anche in caso di esposizione ripetuta. I laser utilizzati nel sistema hanno una lunghezza d'onda di 1.550 nm: tali onde vengono assorbite dall'acqua e non causano più danni di quanto potrebbe fare un puntatore laser sulla pelle umana.
Poiché la pelle è composta principalmente da acqua,Le radiazioni laser vengono assorbite dalle molecole d'acqua e ne determinano l'espansione. Questa espansione e contrazione delle molecole è controllata da un raggio laser pulsato, che crea vibrazioni stabili - onde sonore, simili a quelle che sorgono sulla superficie di un altoparlante in risposta a segnali elettrici. Quindi, queste onde sonore si propagano in tutto il corpo del paziente, proprio come le onde sonore di una macchina ad ultrasuoni convenzionale.
Nuovo sistema di scansione ad ultrasuoni
In una macchina ad ultrasuoni, le onde sonore di ritorno vengono catturate da un microfono; nel nuovo sistema, la sua funzione è svolta da un laser ricevente, che funge da sensibile rilevatore di movimento.
Perché le onde sonore interagiscono condiversi tipi di tessuti quando penetrano nel corpo, tornano alla normalità con diverse intensità e frequenze. Inoltre, le onde sonore creano vibrazioni sulla superficie della pelle che possono essere rilevate e misurate. Queste misurazioni vengono quindi elaborate utilizzando software e algoritmi, dando come risultato un'immagine di ciò che è all'interno del corpo del paziente.
Confronto dell'immagine ecografica (a sinistra) con l'immagine del nuovo sistema (a destra)
Il nuovo metodo presenta degli svantaggi?
Durante la prima fase di test, i ricercatoriha utilizzato una nuova configurazione per scansionare oggetti metallici collocati in uno stampo di gelatina sferico. Dopo aver visualizzato i dati utilizzando una sonda ecografica commerciale, gli scienziati hanno scoperto che le due immagini prodotte nei test erano simili in modo rassicurante.
Quindi gli scienziati hanno scannerizzato i tessuti molli degli animalie sono giunto alla conclusione che l'ecografia laser può distinguere caratteristiche più sottili rispetto all'ecografia convenzionale: il confine tra muscoli, grasso e ossa.
Nella terza fase, i ricercatori hanno condottoesperimento su un gruppo di volontari. Dopo aver scansionato gli avambracci di diverse persone sane, gli autori dello sviluppo sono giunti alla conclusione che il sistema determina bene i confini di grasso, muscoli e tessuti. Erano chiaramente visibili e confrontabili con le immagini ottenute utilizzando sensori a ultrasuoni a contatto commerciale.
I ricercatori hanno anche riscontrato una serie di carenzefunzionamento del sistema. Innanzitutto, come con gli ultrasuoni tradizionali, i laser sono in grado di penetrare nel corpo del paziente fino a una profondità di soli 6 cm sotto la superficie della pelle - più precisamente, i medici non possono vedere gli organi interni e le ossa situati a profondità maggiori.
In secondo luogo, l'accuratezza dell'immagine che i laser consentono è ancora inferiore a quella degli ultrasuoni. La risoluzione dell'immagine non è ancora sufficiente per rilevare malattie con una probabilità vicina al 90%.
Immagini dal nuovo sistema di ecografia
Ora gli scienziati stanno lavorando per espandere le capacità del sistema, incluso l'aumento della risoluzione delle immagini scattate con il suo aiuto.
Il prossimo passo è ridurre le dimensioni dell'attrezzatura erendere portatile sia la scansione che l'elaborazione delle immagini. Secondo gli scienziati, questo è un passaggio particolarmente importante: la scansione a distanza del corpo ti consentirà di eseguire la procedura senza la partecipazione di uno specialista altamente qualificato. In altre parole, i pazienti saranno in grado di eseguire la procedura da soli a casa.
Cosa c'è di sbagliato nello sviluppo?
Stranamente, l'assenza di qualsiasiun effetto negativo sulla salute del paziente può essere il problema di un nuovo metodo di scansione. A differenza dell'esame radiografico, la cui condotta può essere determinata da un leggero aumento della radiazione di fondo di una persona, l'esame ecografico remoto non lascia tracce. Ciò ti consentirà di ottenere dati sulla salute umana a sua insaputa, semplicemente scansionandoli da una distanza di mezzo metro. L'uomo stesso, molto probabilmente, non lo saprà mai.
Questa ipotesi sembra fantascienza,tuttavia, se gli scienziati riescono a creare un dispositivo portatile per la scansione remota, può diventare realtà. I dati sulla salute umana possono ipoteticamente essere di interesse per le banche e le compagnie assicurative, nonché per le società che addestrano l'intelligenza artificiale o raccolgono set di dati.