現在、医師がスキャンに使用する方法や装置は数多くあります。
レントゲン撮影が最も一般的です骨や内臓の状態を分析し、乳がんを診断する方法。 X 線が人体を通過するとき、X 線からのエネルギーは体のさまざまな部分にさまざまな速度で吸収されます。デバイスの反対側にある検出器がこの速度を記録し、データを画像に変換します。
光線が通過する体の部分骨などの速度の遅いものは画像内で白く表示され、密度の低いもの (内臓など) は暗い色合いになります。 X 線検査中、患者はほんの一瞬の間、微量の放射線にさらされますが、これ自体は健康被害を引き起こすものではありません。しかし、繰り返し被曝すると許容放射線量を超え、その結果、患者の健康に害を及ぼす可能性があります。
別のタイプの内部診断臓器と組織 - コンピューター断層撮影 - は、腫瘍の形状や大きさ、骨の損傷、血管やその他の病気の状態の監視に使用されます。
患者の胃、血液、または血液をスキャンする前に、染料が腸に注入されると、画像のコントラストが増し、その結果、画質が向上します。処置中、患者は通常、CT スキャナ リングの内側をスライドする平らなベッドに仰向けに寝ます。
CTスキャンは安全な手順ですが、患者の色素アレルギーの可能性。さらに、このタイプの検査では、患者はX線に曝されます。このリスクは非常に小さい（2,000人に1人未満）と考えられていますが、CT中の被ばくは長年後に癌を発症する可能性をわずかに増加させると推定されています。
磁気共鳴画像法 (MRI)この研究では、人間を金属製のシリンダーの中に入れ、核磁気共鳴の原理を使用して、研究対象領域のさまざまな領域の励起された水素原子間の差異を測定します。このタイプの断層撮影法は、脊髄や脳などの軟組織や、前立腺、直腸、子宮などの中空内臓を検査する場合に最も効果的です。
陽電子放射断層撮影法（PET）をベースにしています組織や臓器の放射性核種研究に関するもので、さまざまな腫瘍性疾患を診断するための最も一般的な方法の 1 つです。
これまでで最も安全な方法スキャン - 超音波、または超音波。手術中に使用される超音波には、患者が放射線にさらされる CT スキャン、MRI、X 線とは異なり、既知の副作用はありません。
ただし、超音波には重大な制限があります。装置が機能するには、装置を患者の皮膚に押し当てる必要があり、重度の火傷などの場合にはそれが不可能な場合があります。
科学者は何を思いついたのですか？
ライト誌に掲載された記事では次のように書かれています。Science and Applications では、MIT のエンジニアは、超音波装置の機能を模倣するが、患者から 2 フィート離れた場所からスキャンできるレーザーを使用するシステムについて説明しました。
X線とは異なり、レーザーは繰り返し暴露しても患者の健康に危険を及ぼすことはありません。このシステムで使用されるレーザーの波長は 1,550 nm です。このような波は水に吸収され、人間の皮膚にレーザー ポインターを照射するのと同じくらいのダメージを与えます。
皮膚は主に水で構成されているため、レーザー放射は水分子に吸収され、その膨張につながります。この分子の膨張と収縮は、パルスレーザービームによって制御されます。パルスレーザービームは、電気信号に応答してスピーカーの表面に発生するものと同様の安定した振動（音波）を生成します。次に、これらの音波は、従来の超音波装置からの音波のように、患者の体全体に伝播します。
新しい超音波スキャンシステム
超音波装置では、戻ってくる音波はマイクによって捕捉されますが、新しいシステムでは、その機能は高感度の動作検出器として機能する受信レーザーによって実行されます。
音波はさまざまな種類の組織が体に浸透すると、さまざまな強度と周波数で正常に戻ります。さらに、音波は皮膚の表面に振動を発生させ、それを検出および測定できます。これらの測定値はソフトウェアとアルゴリズムを使用して処理され、患者の体内の画像が得られます。
超音波画像（左）と新しいシステムの画像（右）の比較
新しい方法には欠点はありますか?
テストの最初の段階で、研究者は、新しいセットアップを使用して、球状のゼラチン型に入れた金属オブジェクトをスキャンしました。市販の超音波プローブを使用してデータを視覚化した後、科学者らは、テストで生成された 2 つの画像が確実に類似していることを発見しました。
その後、科学者は動物の軟部組織をスキャンしましたレーザー超音波は従来の超音波よりも微妙な特徴、筋肉、脂肪、骨の境界を区別できるという結論に達しました。
第3段階では、研究者が実施したボランティアのグループで実験します。数人の健康な人の前腕をスキャンした後、開発者は、システムが脂肪、筋肉、組織の境界を適切に決定しているという結論に達しました。それらははっきりと見え、市販の接触型超音波センサーを使用して得られた画像と比較できました。
研究者らはまた、多くの欠点を発見しました。システムの操作。まず、従来の超音波と同様に、レーザーは皮膚表面からわずか 6 cm の深さまで患者の体内を貫通できます。より正確に言えば、医師はそれより深いところにある内臓や骨を見ることができません。
第二に、レーザーが許容する画像精度は、超音波の精度よりもまだ低いです。画像の解像度は、90％に近い確率で疾患を検出するにはまだ十分ではありません。
新しい超音波スキャンシステムからの画像
現在、科学者たちは、このシステムを利用して撮影された画像の解像度を高めるなど、システムの機能を拡張することに取り組んでいます。
次のステップは、機器のサイズを小さくすることですスキャンと画像処理の両方をポータブルにします。科学者によると、これは特に重要なステップです-身体のリモートスキャンにより、資格のある専門家の参加なしに手順を実行できます。つまり、患者は自宅で自分で手順を実行できるようになります。
開発の何が問題になっていますか？
奇妙なことに、患者の健康への悪影響は、新しいスキャン方法の問題かもしれません。 X線検査とは異なり、その行為は人の背景放射のわずかな増加によって決定できますが、遠隔超音波検査では痕跡が残りません。これにより、0.5メートルの距離からスキャンするだけで、彼の知識がなくても人間の健康に関するデータを取得できます。男自身は、ほとんどの場合、決して知りません。
この仮定はSFのように聞こえますが、ただし、科学者がリモートスキャン用のポータブルデバイスの作成に成功した場合、それが現実になる可能性があります。人間の健康に関するデータは、仮想的に銀行や保険会社、人工知能を訓練したりデータセットを収集したりする会社にとって興味深いものになり得ます。