Hoje, existem muitos métodos e dispositivos que os médicos usam para digitalizar
A radiografia é a mais comumum método para analisar a condição dos ossos e órgãos internos, bem como para diagnosticar o câncer de mama. Quando os raios X passam pelo corpo humano, a energia deles é absorvida por diferentes partes do corpo em taxas diferentes. Um detector no lado oposto do aparelho registra essa velocidade e transforma os dados em uma imagem.
Partes do corpo por onde passam os raiosos mais lentos, por exemplo, ossos, aparecem brancos na imagem, enquanto os menos densos (por exemplo, órgãos internos) apresentam uma tonalidade escura. Durante uma radiografia, o paciente é exposto a uma pequena radiação por uma fração de segundo - isso por si só não representa um perigo para a saúde. Porém, a exposição repetida pode levar ao excesso da dose permitida de radiação e, consequentemente, causar danos à saúde do paciente.
Outro tipo de diagnóstico internoórgãos e tecidos - tomografia computadorizada - é usado para determinar a forma e o tamanho de tumores, danos ósseos, monitorar o estado dos vasos sanguíneos e outras doenças.
Antes de examinar o estômago do paciente, sangue ouum corante é injetado no intestino, o que torna a imagem mais contrastante e, consequentemente, melhora sua qualidade. Durante o procedimento, o paciente geralmente fica deitado de costas em uma cama plana que desliza dentro do anel do tomógrafo.
A tomografia computadorizada é um procedimento seguro, mas háa probabilidade de alergia ao corante no paciente. Além disso, nesse tipo de exame, o paciente é exposto a raios-x. Estima-se que a exposição durante a TC possa aumentar levemente as chances de desenvolver câncer após muitos anos, embora se acredite que esse risco seja muito pequeno (menos de 1 em 2.000).
Ressonância magnética (MRI)envolve colocar uma pessoa dentro de um cilindro de metal e usa o princípio da ressonância magnética nuclear para medir a diferença entre átomos de hidrogênio excitados em diferentes áreas da área que está sendo estudada. Esse tipo de tomografia é mais eficaz no exame de tecidos moles, como medula espinhal e cérebro, bem como órgãos internos ocos, como próstata, reto e útero.
A tomografia por emissão de pósitrons (PET) é baseadana pesquisa de radionuclídeos de tecidos e órgãos e é um dos métodos mais comuns para o diagnóstico de diversas doenças oncológicas.
O método mais seguro até o momentovarredura - ultrassom ou ultrassom. As ondas de ultrassom utilizadas durante o procedimento não apresentam efeitos colaterais conhecidos – ao contrário das tomografias computadorizadas, ressonâncias magnéticas e raios X, que expõem o paciente à radiação.
Porém, o ultrassom tem uma limitação significativa - para que o aparelho funcione, ele deve ser pressionado contra a pele do paciente, o que é impossível em alguns casos, por exemplo, em queimaduras graves.
O que os cientistas inventaram?
Em artigo publicado na revista Light:Ciência e Aplicações, engenheiros do MIT descreveram um sistema que imita as capacidades de uma máquina de ultrassom, mas usa lasers que permitem fazer a varredura a meio metro de distância do paciente.
Ao contrário dos raios X, os lasers nãonão representam perigo para a saúde do paciente, mesmo com exposição repetida. Os lasers usados no sistema têm comprimento de onda de 1.550 nm - essas ondas são absorvidas pela água e não causam mais danos do que apontar um ponteiro laser para a pele humana.
Como a pele é composta principalmente de água,A radiação laser é absorvida pelas moléculas de água e leva à sua expansão. Essa expansão e contração de moléculas é controlada por um feixe de laser pulsado, que cria vibrações estáveis - ondas sonoras, semelhantes às que surgem na superfície de um alto-falante em resposta a sinais elétricos. Então, essas ondas sonoras se propagam por todo o corpo do paciente - assim como as ondas sonoras de uma máquina de ultrassom convencional.
Novo sistema de ecografia
Em uma máquina de ultrassom, as ondas sonoras de retorno são captadas por um microfone; no novo sistema, sua função é desempenhada por um laser receptor, que funciona como detector sensível de movimento.
Como as ondas sonoras interagem comtipos diferentes de tecidos à medida que penetram no corpo, retornam ao normal com diferentes intensidades e frequências. Além disso, as ondas sonoras criam vibrações na superfície da pele que podem ser detectadas e medidas. Essas medições são processadas usando software e algoritmos, resultando em uma imagem do que está dentro do corpo do paciente.
Comparação da imagem do ultrassom (esquerda) com a imagem do novo sistema (direita)
O novo método tem alguma desvantagem?
Durante a primeira fase de testes, os pesquisadoresusou uma nova configuração para escanear objetos de metal colocados em um molde esférico de gelatina. Depois de visualizar os dados usando uma sonda de ultrassom comercial, os cientistas descobriram que as duas imagens produzidas nos testes eram surpreendentemente semelhantes.
Em seguida, os cientistas examinaram os tecidos moles dos animaise chegou à conclusão de que o ultrassom a laser pode distinguir características mais sutis do que o ultrassom convencional: a fronteira entre músculos, gordura e osso.
Na terceira etapa, os pesquisadores realizaramexperimento em um grupo de voluntários. Depois de escanear os antebraços de várias pessoas saudáveis, os autores do desenvolvimento chegaram à conclusão de que o sistema determina bem os limites de gordura, músculos e tecidos. Eles eram claramente visíveis e comparáveis às imagens obtidas usando sensores de ultra-som de contato comercial.
Os pesquisadores também encontraram uma série de deficiências nooperação do sistema. Primeiro, como acontece com o ultrassom tradicional, os lasers são capazes de penetrar no corpo do paciente a uma profundidade de apenas 6 cm abaixo da superfície da pele – mais precisamente, os médicos não conseguem ver órgãos internos e ossos localizados em profundidades maiores.
Em segundo lugar, a precisão da imagem permitida pelos lasers ainda é menor que a do ultrassom. A resolução da imagem ainda não é suficiente para detectar doenças com uma probabilidade próxima a 90%.
Imagens do novo sistema de ultrassom
Agora os cientistas estão trabalhando para expandir as capacidades do sistema, inclusive aumentando a resolução das imagens tiradas com sua ajuda.
O próximo passo é reduzir o tamanho do equipamento etorne a digitalização e o processamento de imagens portáteis. Segundo os cientistas, este é um passo particularmente importante - a varredura remota do corpo permitirá que você execute o procedimento sem a participação de um especialista altamente qualificado. Em outras palavras, os pacientes poderão realizar o procedimento por conta própria em casa.
O que há de errado com o desenvolvimento?
Curiosamente, a ausência de qualquerum efeito negativo na saúde do paciente pode ser o problema de um novo método de digitalização. Ao contrário do exame de raios X, cuja conduta pode ser determinada por um ligeiro aumento na radiação de fundo de uma pessoa, o exame ultrassonográfico remoto não deixa vestígios. Isso permitirá que você obtenha dados sobre a saúde humana sem o conhecimento dele - simplesmente digitalizando-os a uma distância de meio metro. O próprio homem, provavelmente, nunca saberá.
Essa suposição soa como ficção científica,no entanto, se os cientistas conseguirem criar um dispositivo portátil para varredura remota, isso poderá se tornar realidade. Os dados sobre saúde humana hipoteticamente podem ser de interesse para bancos e companhias de seguros, bem como para empresas que treinam inteligência artificial ou coletam conjuntos de dados.