MIT سیستم مبتنی بر لیزر را برای غیر تماسی می سازد

اخیراً، محققان آزمایشگاه لینکلن MIT و همکارانش در مرکز تحقیقات و ترجمه اولتراسوند (CURT) بیمارستان عمومی ماساچوست (MGH) نوع جدیدی از دستگاه تصویربرداری پزشکی را توسعه داده‌اند: اولتراسوند لیزری غیر تماسی (NCLUS).
گفته می شود که این سیستم سونوگرافی مبتنی بر لیزر تصاویری از ویژگی های داخلی بدن مانند اندام ها، چربی ها، ماهیچه ها، تاندون ها و رگ های خونی ارائه می دهد. این سیستم همچنین می تواند استحکام استخوان را اندازه گیری کند و به طور بالقوه مراحل مختلف بیماری را ردیابی کند.

محقق اصلی رابرت هاپت، یکی از کارکنان ارشد گروه سیستم‌های نوری فعال آزمایشگاه لینکلن، توضیح می‌دهد: «مفهوم سیستم لیزر ایمن پوست ثبت‌شده ما برای تغییر سونوگرافی پزشکی با غلبه بر محدودیت‌های پروب‌های تماس سنتی طراحی شده است.
رابرت هاپت و چارلز وین، عضو ارشد این فناوری، مخترعان این فناوری هستند و متیو استو، معاون رهبر گروه، مسئول رهبری فنی و نظارت بر برنامه NCLUS است. راجان گورجار رهبر یکپارچه‌ساز سیستم است و جیمی شاو، برت گرین، برایان بویتنات (اکنون در دانشگاه استنفورد) و جیک جاکوبسن در مهندسی نوری و مکانیک و ساخت سیستم همکاری کردند.
در حالی که پیشرفته‌ترین سیستم‌های سونوگرافی پزشکی می‌توانند ویژگی‌های بافت را در عرض چند میلی‌متر تشخیص دهند، این فناوری محدودیت‌هایی دارد. از سوی دیگر، سونوگرافی لیزری غیر تماسی (NCLUS)، ممکن است نیاز به سونوگرافیک را کاهش دهد و تنوع اپراتور را با خودکارسازی کامل فرآیند گرفتن تصویر اولتراسوند کاهش دهد. موقعیت یابی لیزری را می توان با دقت بازتولید کرد، بنابراین تغییرپذیری اندازه گیری های مکرر را از بین می برد. از آنجایی که اندازه گیری غیر تماسی است، هیچ فشردگی بافت موضعی یا اعوجاج ویژگی تصویر مرتبط با آن وجود ندارد. علاوه بر این، مشابه MRI و CT، سونوگرافی لیزر غیر تماسی (NCLUS) از نشانگرهای پوستی برای ارائه یک چارچوب ثابت از عملکرد مرجع برای بازتولید و مقایسه اسکن های مکرر در طول زمان استفاده می کند. برای پشتیبانی از این عملکرد ردیابی، تیم آزمایشگاه نرم افزاری را برای پردازش تصاویر اولتراسوند و تشخیص هرگونه تغییر بین تصاویر توسعه داد.
سونوگرافی لیزر غیر تماسی (NCLUS) نه به فشار دستی نیاز دارد و نه به ژل جفت کننده (که برای پروب های تماسی لازم است)، بنابراین برای بیمارانی که قسمت های دردناک یا حساس بدن دارند، در حالت شکننده هستند یا در معرض خطر هستند نیز مناسب است. از عفونت این فناوری امکان تصویربرداری از بیماران سوختگی یا تروما، بیمارانی که در حین جراحی دهانه مستقیمی به بافت عمیق دارند، نوزادان نارس که نیاز به مراقبت های ویژه دارند، بیماران مبتلا به آسیب های گردن و ستون فقرات و بیماران مبتلا به بیماری های عفونی از راه دور را می دهد.
با استفاده از لیزر پالسی، انرژی نور از طریق هوا به سطح پوست منتقل می شود، جایی که نور پس از ورود به پوست به سرعت جذب می شود. پالس نور باعث گرمای موضعی آنی می شود و به سرعت پوست را از طریق یک فرآیند ترموالاستیک تغییر شکل می دهد، که به نوبه خود امواج اولتراسوند را تولید می کند که به عنوان منبع اولتراسوند عمل می کند.
پالس نور قدرت اولتراسوند کافی را با فرکانس قابل مقایسه با اولتراسوند پزشکی واقعی بدون ایجاد درد برای پوست تولید می کند. تیم تحقیقاتی انتخاب طول موج های حامل نوری را به ثبت رساند و فرآیند فوتوآکوستیک برای تولید منبع ثابت اولتراسوند، مستقل از رنگ پوست یا زبری بافت طراحی شده است.
پژواک های اولتراسوند که از داخل بافت برمی گردند به صورت ارتعاشات موضعی روی سطح پوست ظاهر می شوند که توسط یک ارتعاش سنج لیزری داپلر اختصاصی بسیار حساس اندازه گیری می شوند.