I dag er det mange metoder og enheter som leger bruker for å skanne
Radiografi er det vanligsteen metode for å analysere tilstanden til bein, indre organer, samt for å diagnostisere brystkreft. Når røntgenstråler passerer gjennom menneskekroppen, absorberes energien fra dem av forskjellige deler av kroppen med forskjellige hastigheter. En detektor på motsatt side av enheten registrerer denne hastigheten og gjør dataene om til et bilde.
Deler av kroppen som stråler passerer gjennomlangsommere, for eksempel bein, vises hvite på bildet, mens mindre tette (for eksempel indre organer) har en mørk fargetone. Under en røntgen blir pasienten utsatt for mindre stråling i en brøkdel av et sekund – dette utgjør i seg selv ingen helsefare. Gjentatt eksponering kan imidlertid føre til overskridelse av tillatt strålingsdose og som et resultat skade pasientens helse.
En annen type intern diagnostikkorganer og vev - computertomografi - brukes til å bestemme formen og størrelsen på svulster, beinskader, overvåke tilstanden til blodkar og andre sykdommer.
Før du skanner pasienten inn i magen, blod elleret fargestoff injiseres i tarmene, noe som gjør bildet mer kontrastfylt og som et resultat forbedrer kvaliteten. Under prosedyren ligger pasienten vanligvis på ryggen på en flat seng som glir inn i CT-skannerringen.
CT-skanning er en sikker prosedyre, men det er detsannsynligheten for fargestoffallergi hos pasienten. I tillegg, i denne typen undersøkelser, blir pasienten utsatt for røntgenstråler. Det er anslått at eksponering under CT kan øke sjansene for å utvikle kreft etter mange år, selv om det antas at denne risikoen er veldig liten (mindre enn 1 av 2000).
Magnetisk resonansavbildning (MRI)innebærer å plassere en person inne i en metallsylinder og bruker prinsippet om kjernemagnetisk resonans for å måle forskjellen mellom eksiterte hydrogenatomer i ulike områder av området som studeres. Denne typen tomografi er mest effektiv når man undersøker bløtvev, som ryggmargen og hjernen, samt hule indre organer, som prostatakjertelen, endetarmen og livmoren.
Positron emisjonstomografi (PET) er basertpå radionuklidforskning av vev og organer og er en av de vanligste metodene for å diagnostisere ulike onkologiske sykdommer.
Den sikreste metoden til dags datoskanning - ultralyd, eller ultralyd. Ultralydbølgene som brukes under prosedyren har ingen kjente bivirkninger - i motsetning til CT-skanning, MR og røntgen, som utsetter pasienten for stråling.
Imidlertid har ultralyd en betydelig begrensning - for at enheten skal fungere, må den presses mot pasientens hud, noe som er umulig i noen tilfeller, for eksempel med alvorlige brannskader.
Hva kom forskere med?
I en artikkel publisert i magasinet Light:Science and Applications, MIT-ingeniører beskrev et system som etterligner egenskapene til en ultralydmaskin, men bruker lasere som lar den skanne fra to meter unna pasienten.
I motsetning til røntgenstråler gjør ikke lasere detutgjør ingen fare for pasientens helse selv ved gjentatt eksponering. Laserne som brukes i systemet har en bølgelengde på 1550 nm – slike bølger absorberes av vann og forårsaker ikke mer skade enn å skinne en laserpeker på menneskelig hud.
Siden huden hovedsakelig er sammensatt av vann,Laserstråling absorberes av vannmolekyler og fører til ekspansjon av dem. Denne ekspansjonen og sammentrekningen av molekyler styres av en pulserende laserstråle, som skaper stabile vibrasjoner - lydbølger, lik de som oppstår på overflaten av en høyttaler som respons på elektriske signaler. Deretter forplanter disse lydbølgene seg gjennom pasientens kropp - akkurat som lydbølgene fra en konvensjonell ultralydmaskin.
Nytt ultralydskanningssystem
I en ultralydmaskin fanges de returnerende lydbølgene opp av en mikrofon; i det nye systemet utføres funksjonen av en mottakende laser, som fungerer som en følsom bevegelsesdetektor.
Fordi lydbølger samhandler medforskjellige typer vev når de trenger inn i kroppen, de går tilbake til det normale med forskjellige intensiteter og frekvenser. I tillegg skaper lydbølger vibrasjoner på overflaten av huden som kan oppdages og måles. Disse målingene blir deretter behandlet ved hjelp av programvare og algoritmer, noe som resulterer i et bilde av hva som er inni pasientens kropp.
Sammenligning av ultralydbildet (til venstre) med bildet av det nye systemet (til høyre)
Har den nye metoden noen ulemper?
Under den første fasen av testing, forskerebrukte et nytt oppsett for å skanne metallgjenstander plassert i en sfærisk gelatinform. Etter å ha visualisert dataene ved hjelp av en kommersiell ultralydsonde, fant forskerne at de to bildene som ble produsert i testene var betryggende like.
Da skannet forskere det myke vevet fra dyrog kom til den konklusjon at laserultralyd kan skille mer subtile trekk enn konvensjonell ultralyd: grensen mellom muskler, fett og bein.
I den tredje fasen gjennomførte forskerneeksperimentere på en gruppe frivillige. Etter å ha skannet underarmene til flere sunne mennesker, kom forfatterne av utviklingen til den konklusjonen at systemet bestemmer grensene for fett, muskler og vev godt. De var tydelig synlige og sammenlignbare med bilder oppnådd ved bruk av kommersielle kontaktsultralydsensorer.
Forskerne fant også en rekke mangler veddrift av systemet. For det første, som med tradisjonell ultralyd, er lasere i stand til å trenge inn i pasientens kropp til en dybde på bare 6 cm under overflaten av huden - mer presist kan ikke leger se indre organer og bein som ligger på større dybder.
For det andre er bildenøyaktigheten som lasere tillater fortsatt lavere enn for ultralyd. Bildeoppløsning er fremdeles ikke nok til å oppdage sykdommer med en sannsynlighet nær 90%.
Bilder fra det nye ultralydskanningssystemet
Nå jobber forskere med å utvide funksjonene til systemet, inkludert å øke oppløsningen på bilder tatt med dets hjelp.
Neste trinn er å redusere størrelsen på utstyret oggjøre både skanning og bildebehandling bærbar. Ifølge forskere er dette et spesielt viktig trinn - ekstern skanning av kroppen vil tillate deg å utføre prosedyren uten deltakelse fra en høyt kvalifisert spesialist. Med andre ord vil pasienter kunne utføre prosedyren på egenhånd hjemme.
Hva er galt med utviklingen?
Merkelig nok, fraværet av noenen negativ effekt på pasientens helse kan være problemet med en ny skannemetode. I motsetning til røntgenundersøkelse, hvis utførelse kan bestemmes av en liten økning i bakgrunnsstrålingen til en person, etterlater ekstern ultralydundersøkelse ingen spor. Dette vil tillate deg å skaffe data om menneskers helse uten hans viten - bare ved å skanne dem fra en halv meter. Mannen selv vil mest sannsynlig aldri vite det.
Denne antagelsen høres ut som science fiction,hvis forskere lykkes med å lage en bærbar enhet for ekstern skanning, kan det imidlertid bli en realitet. Data om menneskers helse kan hypotetisk være av interesse for banker og forsikringsselskaper, samt selskaper som trener kunstig intelligens eller samler datasett.