Šiandien yra daug metodų ir prietaisų, kuriuos gydytojai naudoja nuskaitymui
Radiografija yra labiausiai paplitusikaulų, vidaus organų būklės analizės, taip pat krūties vėžio diagnostikos metodas. Kai rentgeno spinduliai praeina per žmogaus kūną, iš jų gaunamą energiją skirtingos kūno dalys sugeria skirtingu greičiu. Priešingoje įrenginio pusėje esantis detektorius užfiksuoja šį greitį ir paverčia duomenis vaizdu.
Kūno dalys, pro kurias praeina spinduliailėtesni, pavyzdžiui, kaulai, vaizde atrodo balti, o mažiau tankūs (pavyzdžiui, vidaus organai) turi tamsų atspalvį. Rentgeno tyrimo metu pacientas sekundės dalį yra veikiamas nedidelio spinduliavimo – tai savaime nekelia pavojaus sveikatai. Tačiau pakartotinis poveikis gali viršyti leistiną spinduliuotės dozę ir dėl to pakenkti paciento sveikatai.
Kitas vidinės diagnostikos tipasorganai ir audiniai – kompiuterinė tomografija – naudojama navikų formai ir dydžiui, kaulų pažeidimams nustatyti, kraujagyslių būklei ir kitoms ligoms stebėti.
Prieš skenuojant pacientą į skrandį, kraują arĮ žarnyną įšvirkščiamas dažiklis, kuris leidžia padaryti vaizdą kontrastingesnį ir dėl to pagerinti jo kokybę. Procedūros metu pacientas dažniausiai guli ant nugaros ant plokščios lovos, kuri slysta kompiuterinės tomografijos žiedo viduje.
KT skenavimas yra saugi procedūra, tačiau yradažų alergijos pacientui tikimybė. Be to, atliekant šio tipo tyrimą pacientas yra veikiamas rentgeno spindulių. Manoma, kad ekspozicija kompiuterinės tomografijos metu gali šiek tiek padidinti vėžio išsivystymo tikimybę po daugelio metų, nors manoma, kad ši rizika yra labai maža (mažiau nei 1 iš 2000).
Magnetinio rezonanso tomografija (MRT)apima žmogaus patalpinimą į metalinį cilindrą ir naudoja branduolinio magnetinio rezonanso principą, kad išmatuotų skirtumą tarp sužadintų vandenilio atomų skirtingose tiriamos srities srityse. Šio tipo tomografija yra efektyviausia tiriant minkštuosius audinius – pavyzdžiui, nugaros smegenis ir smegenis, taip pat tuščiavidurius vidaus organus, tokius kaip prostatos liauka, tiesioji žarna, gimda.
Pozitronų emisijos tomografija (PET) yra pagrįstaapie audinių ir organų radionuklidinius tyrimus ir yra vienas iš labiausiai paplitusių įvairių onkologinių ligų diagnostikos metodų.
Iki šiol saugiausias būdasskenavimas - ultragarsas arba ultragarsas. Procedūros metu naudojamos ultragarso bangos neturi žinomo šalutinio poveikio – skirtingai nei kompiuterinės tomografijos, MRT ir rentgeno spinduliai, kurių metu pacientas yra apšvitinamas.
Tačiau ultragarsas turi reikšmingą apribojimą - kad prietaisas veiktų, jis turi būti prispaustas prie paciento odos, o tai kai kuriais atvejais neįmanoma, pavyzdžiui, esant dideliems nudegimams.
Ką mokslininkai sugalvojo?
Straipsnyje, paskelbtame žurnale „Light“:Mokslas ir taikymas, MIT inžinieriai aprašė sistemą, kuri imituoja ultragarso aparato galimybes, tačiau naudoja lazerius, leidžiančius nuskaityti iš pusės metro atstumu nuo paciento.
Skirtingai nuo rentgeno spindulių, lazeriai to nedaronekelia pavojaus paciento sveikatai net ir pakartotinai veikiant. Sistemoje naudojamų lazerių bangos ilgis siekia 1550 nm – tokias bangas sugeria vanduo ir nepadaro daugiau žalos, nei šviečiant lazeriniu žymekliu į žmogaus odą.
Kadangi odą daugiausia sudaro vanduo,Lazerio spinduliuotę sugeria vandens molekulės ir lemia jų išsiplėtimą. Šį molekulių išsiplėtimą ir susitraukimą kontroliuoja impulsinis lazerio spindulys, sukuriantis stabilias vibracijas - garso bangas, panašias į tas, kurios kyla garsiakalbio paviršiuje reaguojant į elektrinius signalus. Tada šios garso bangos sklinda visame paciento kūne - kaip ir garso bangos, kurias skleidžia įprastas ultragarso aparatas.
Nauja ultragarsinio skenavimo sistema
Ultragarso aparate grįžtančias garso bangas naujojoje sistemoje fiksuoja mikrofonas, jo funkciją atlieka priimantis lazeris, kuris tarnauja kaip jautrus judesio detektorius.
Nes garso bangos sąveikaujaĮvairių tipų audiniai, prasiskverbę pro kūną, grįžta į normalų, esant skirtingam intensyvumui ir dažniui. Be to, garso bangos sukuria odos paviršiaus virpesius, kuriuos galima aptikti ir išmatuoti. Tada šie matavimai apdorojami naudojant programinę įrangą ir algoritmus, gaunant vaizdą apie tai, kas yra paciento kūne.
Ultragarso vaizdo (kairėje) palyginimas su naujos sistemos atvaizdu (dešinėje)
Ar naujasis metodas turi trūkumų?
Pirmajame bandymų etape mokslininkainaudojo naują sąranką metaliniams objektams, įdėtiems į sferinę želatinos formą, nuskaityti. Vizualizavę duomenis naudodami komercinį ultragarsinį zondą, mokslininkai nustatė, kad du vaizdai, gauti atliekant bandymus, buvo užtikrintai panašūs.
Tuomet mokslininkai nuskenavo gyvūnų minkštuosius audiniusir priėjo prie išvados, kad ultragarsu lazeriu galima atskirti subtilesnius bruožus nei įprastu ultragarsu: riba tarp raumenų, riebalų ir kaulo.
Trečiajame etape tyrėjai atlikoeksperimentas su savanorių grupe. Ištyrę kelių sveikų žmonių dilbius, raidos autoriai padarė išvadą, kad sistema gerai nustato riebalų, raumenų ir audinių ribas. Jie buvo aiškiai matomi ir palyginami su vaizdais, gautais naudojant komercinius kontaktinius ultragarso jutiklius.
Tyrėjai taip pat nustatė keletą trūkumųsistemos veikimas. Pirma, kaip ir tradicinis ultragarsas, lazeriai gali prasiskverbti į paciento kūną tik iki 6 cm gylio žemiau odos paviršiaus – tiksliau, gydytojai nemato didesniame gylyje esančių vidaus organų ir kaulų.
Antra, vaizdo tikslumas, kurį leidžia lazeriai, vis dar yra mažesnis nei ultragarsu. Vaizdo raiškos vis tiek nepakanka ligoms nustatyti, kai tikimybė yra artima 90%.
Vaizdai iš naujos ultragarsinio skenavimo sistemos
Dabar mokslininkai siekia išplėsti sistemos galimybes, įskaitant didinant jos pagalba nufotografuotų vaizdų skiriamąją gebą.
Kitas žingsnis yra sumažinti įrangos dydį irPadaryti nešiojamąjį nuskaitymą ir vaizdų apdorojimą Pasak mokslininkų, tai yra ypač svarbus žingsnis - nuotolinis kūno skenavimas leis procedūrą atlikti nedalyvaujant aukštos kvalifikacijos specialistui. Kitaip tariant, pacientai galės savarankiškai atlikti procedūrą namuose.
Kas negerai su plėtra?
Kaip bebūtų keista, jo nėraneigiamas poveikis paciento sveikatai gali būti naujo nuskaitymo metodo problema. Skirtingai nuo rentgeno tyrimo, kurio atlikimą galima nustatyti šiek tiek padidėjus asmens foninei spinduliuotei, nuotolinis ultragarsinis tyrimas nepalieka pėdsakų. Tai leis jums gauti duomenis apie žmogaus sveikatą be jo žinios - tiesiog nuskaitydami juos iš pusės metro atstumo. Pats vyras, greičiausiai, niekada nesužinos.
Ši prielaida skamba kaip mokslinė fantastika,tačiau jei mokslininkams pavyks sukurti nešiojamąjį įrenginį nuotoliniam skenavimui, jis gali tapti realybe. Duomenys apie žmonių sveikatą hipotetiškai gali sudominti bankus ir draudimo bendroves, taip pat įmones, kurios moko dirbtinio intelekto ar renka duomenų rinkinius.