Astăzi, există multe metode și dispozitive pe care medicii le folosesc pentru a scana
Radiografia este cea mai frecventăo metodă de analiză a stării oaselor, a organelor interne, precum și pentru diagnosticarea cancerului de sân. Când razele X trec prin corpul uman, energia din ele este absorbită de diferite părți ale corpului în ritmuri diferite. Un detector de pe partea opusă a dispozitivului înregistrează această viteză și transformă datele într-o imagine.
Părți ale corpului prin care trec razelecele mai lente, de exemplu oasele, apar albe în imagine, în timp ce cele mai puțin dense (de exemplu, organele interne) au o nuanță închisă. În timpul unei radiografii, pacientul este expus la radiații minore pentru o fracțiune de secundă - acest lucru în sine nu prezintă un pericol pentru sănătate. Cu toate acestea, expunerea repetată poate duce la depășirea dozei permise de radiații și, în consecință, poate dăuna sănătății pacientului.
Un alt tip de diagnostic internorgane și țesuturi - tomografia computerizată - este utilizată pentru a determina forma și dimensiunea tumorilor, leziunile osoase, monitorizarea stării vaselor de sânge și a altor boli.
Înainte de a scana pacientul în stomac, sânge sause injectează un colorant în intestine, ceea ce face ca imaginea să fie mai contrastată și, ca urmare, îi îmbunătățește calitatea. În timpul procedurii, pacientul se află de obicei pe spate pe un pat plat care alunecă în interiorul inelului scanerului CT.
Scanarea CT este o procedură sigură, dar existăprobabilitatea de alergie la colorant la pacient. În plus, în acest tip de examinare, pacientul este expus la radiografii. Se estimează că expunerea în timpul CT poate crește ușor șansele de a dezvolta cancer după mulți ani, deși se crede că acest risc este foarte mic (mai puțin de 1 din 2.000).
Imagistica prin rezonanță magnetică (RMN)presupune plasarea unei persoane în interiorul unui cilindru metalic și folosește principiul rezonanței magnetice nucleare pentru a măsura diferența dintre atomii de hidrogen excitați din diferite zone ale zonei studiate. Acest tip de tomografie este cel mai eficient atunci când se examinează țesuturile moi - de exemplu, măduva spinării și creierul, precum și organele interne goale, cum ar fi glanda prostată, rectul, uterul.
Tomografia cu emisie de pozitroni (PET) se bazeazăprivind cercetarea cu radionuclizi a țesuturilor și organelor și este una dintre cele mai comune metode de diagnosticare a diferitelor boli oncologice.
Cea mai sigură metodă până în prezentscanare - cu ultrasunete, sau cu ultrasunete. Undele cu ultrasunete folosite în timpul procedurii nu au efecte secundare cunoscute – spre deosebire de tomografii, RMN și raze X, care expun pacientul la radiații.
Cu toate acestea, ultrasunetele au o limitare semnificativă - pentru ca dispozitivul să funcționeze, trebuie să fie apăsat pe pielea pacientului, ceea ce este imposibil în unele cazuri, de exemplu, cu arsuri severe.
Cu ce au apărut oamenii de știință?
Într-un articol publicat în revista Light:Știință și aplicații, inginerii MIT au descris un sistem care imită capacitățile unui aparat cu ultrasunete, dar folosește lasere care îi permit să scaneze de la jumătate de metru distanță de pacient.
Spre deosebire de razele X, laserele nunu prezintă niciun pericol pentru sănătatea pacientului, chiar și în cazul expunerii repetate. Laserele utilizate în sistem au o lungime de undă de 1.550 nm - astfel de unde sunt absorbite de apă și nu provoacă mai multe daune decât strălucirea unui indicator laser pe pielea umană.
Deoarece pielea este compusă în principal din apă,Radiația cu laser este absorbită de moleculele de apă și duce la extinderea lor. Această expansiune și contracție a moleculelor este controlată de un fascicul laser pulsat, care creează vibrații stabile - unde sonore, similare cu cele care apar pe suprafața unui difuzor ca răspuns la semnalele electrice. Apoi, aceste unde sonore se propagă în tot corpul pacientului - la fel ca undele sonore de la un aparat de ultrasunete convențional.
Noul sistem de scanare cu ultrasunete
Într-un aparat cu ultrasunete, undele sonore care revin sunt captate de un microfon, funcția acestuia este îndeplinită de un laser de recepție, care servește ca detector de mișcare sensibil.
Deoarece undele sonore interacționează cudiferite tipuri de țesuturi pe măsură ce pătrund în corp, revin la normal cu intensități și frecvențe diferite. În plus, undele sonore creează vibrații pe suprafața pielii care pot fi detectate și măsurate. Aceste măsurători sunt apoi procesate folosind software și algoritmi, rezultând o imagine a ceea ce este în interiorul corpului pacientului.
Comparația imaginii cu ultrasunete (stânga) cu imaginea noului sistem (dreapta)
Noua metodă are dezavantaje?
În timpul primei etape de testare, cercetătoriia folosit o nouă configurație pentru a scana obiecte metalice plasate într-o matriță sferică de gelatină. După ce au vizualizat datele folosind o sondă cu ultrasunete din comerț, oamenii de știință au descoperit că cele două imagini produse în teste erau asemănătoare în mod liniștitor.
Apoi oamenii de știință au scanat țesuturile moi ale animalelorși a ajuns la concluzia că ecografia cu laser poate distinge caracteristici mai subtile decât ecografia convențională: granița dintre mușchi, grăsime și os.
În a treia etapă, cercetătorii au condusexperiment pe un grup de voluntari. După ce a scanat antebrațele mai multor oameni sănătoși, autorii dezvoltării au ajuns la concluzia că sistemul determină bine granițele, mușchii și țesuturile. Acestea erau clar vizibile și comparabile cu imaginile obținute folosind senzori cu ultrasunete de contact comercial.
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, o serie de deficiențefuncţionarea sistemului. În primul rând, ca și în cazul ultrasunetelor tradiționale, laserele sunt capabile să pătrundă în corpul pacientului la o adâncime de numai 6 cm sub suprafața pielii - mai precis, medicii nu pot vedea organele interne și oasele situate la o adâncime mai mare.
În al doilea rând, precizia imaginii pe care o permit laserele este încă mai mică decât cea a ultrasunetelor. Rezoluția imaginii nu este încă suficientă pentru a detecta boli cu o probabilitate apropiată de 90%.
Imagini din noul sistem de scanare cu ultrasunete
Acum oamenii de știință lucrează pentru a extinde capacitățile sistemului, inclusiv creșterea rezoluției imaginilor realizate cu ajutorul acestuia.
Următorul pas este de a reduce dimensiunea echipamentului șifaceți atât scanarea cât și procesarea imaginilor portabile. Potrivit oamenilor de știință, acesta este un pas deosebit de important - scanarea la distanță a corpului vă va permite să efectuați procedura fără participarea unui specialist cu înaltă calificare. Cu alte cuvinte, pacienții vor putea efectua procedura singuri acasă.
Ce este în neregulă cu dezvoltarea?
Ciudat, absența oricăruiun efect negativ asupra sănătății pacientului poate fi problema unei noi metode de scanare. Spre deosebire de examinarea cu raze X, a cărei conduită poate fi determinată printr-o ușoară creștere a radiației de fond a unei persoane, ecografia la distanță nu lasă urme. Acest lucru vă va permite să obțineți informații despre sănătatea umană fără cunoștința lui - pur și simplu scanând-o de la o distanță de jumătate de metru. Omul însuși, cel mai probabil, nu va ști niciodată.
Această presupunere sună ca science fiction,cu toate acestea, dacă oamenii de știință reușesc să creeze un dispozitiv portabil pentru scanarea de la distanță, acesta poate deveni o realitate. Datele cu privire la sănătatea umană pot fi, în mod ipotetic, de interes pentru bănci și companii de asigurări, precum și pentru companiile care antrenează informații artificiale sau colectează seturi de date.