MIT Temassız Kullanım İçin Lazer Tabanlı Sistem Geliştiriyor

Son zamanlarda, MIT Lincoln Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar ve Massachusetts Genel Hastanesi'nin (MGH) Ultrason Araştırma ve Çeviri Merkezi'ndeki (CURT) işbirlikçileri, yeni bir tür tıbbi görüntüleme cihazı geliştirdiler: temassız lazer ultrason (NCLUS).
Bu lazer bazlı ultrason sisteminin organlar, yağlar, kaslar, tendonlar ve kan damarları gibi iç vücut özelliklerinin görüntülerini sağladığı söyleniyor. Sistem ayrıca kemik gücünü ölçebilir ve potansiyel olarak hastalığın farklı aşamalarını izleyebilir.

Lincoln Laboratuvarı Aktif Optik Sistemler Grubu'nun kıdemli personellerinden biri olan baş araştırmacı Robert Haupt şöyle açıklıyor: "Patentli cilde zarar vermeyen lazer sistemi konseptimiz, geleneksel temaslı probların sınırlarını aşarak tıbbi ultrasonu dönüştürmek üzere tasarlandı."
Robert Haupt ve Kıdemli Personel Üyesi Charles Wynn, teknolojinin ortak mucitleridir ve grup lider yardımcısı Matthew Stowe, NCLUS programının teknik liderliğinden ve gözetiminden sorumludur. Rajan Gurjar sistem entegratörü lideridir ve Jamie Shaw, Bert Green, Brian Boitnott (şu anda Stanford Üniversitesi'nde) ve Jake Jacobsen optik ve makine mühendisliği ve sistem inşası konularında işbirliği yaptı.
En son teknolojiye sahip tıbbi ultrason sistemleri doku özelliklerini birkaç milimetre içerisinde ayırt edebilse de bu teknolojinin bazı sınırlamaları vardır. Öte yandan temassız lazer ultrason (NCLUS), ultrason görüntü alma sürecini tamamen otomatikleştirerek sonografi uzmanlarına olan ihtiyacı azaltabilir ve operatör değişkenliğini azaltabilir. Lazer konumlandırma doğru bir şekilde yeniden üretilebilir, böylece tekrarlanan ölçümlerin değişkenliği ortadan kaldırılır. Ölçüm temassız olduğundan, bununla ilişkili lokalize doku sıkışması veya görüntü özelliği bozulması yoktur. Ek olarak, MRI ve CT'ye benzer şekilde, temassız lazer ultrason (NCLUS), zaman içinde tekrarlanan taramaları yeniden oluşturmak ve karşılaştırmak için sabit bir referans çerçevesi işlevi sağlamak amacıyla cilt işaretleyicilerini kullanır. Bu izleme işlevini desteklemek için laboratuvar ekibi, ultrason görüntülerini işleyecek ve görüntüler arasındaki değişiklikleri tespit edecek bir yazılım geliştirdi.
Temassız lazer ultrason (NCLUS), manuel basınçlandırma veya birleştirme jeli (temaslı problar için gereklidir) gerektirmez, dolayısıyla ağrılı veya hassas vücut kısımlarına sahip, kırılgan durumda olan veya risk altında olan hastalar için de çok uygundur. enfeksiyon. Bu teknoloji, yanık veya travma hastalarının, ameliyat sırasında derin dokuya doğrudan açılan hastaların, yoğun bakım gerektiren prematüre bebeklerin, boyun ve omurilik yaralanması olan hastaların, uzak enfeksiyon hastalıkları olan hastaların görüntülenmesine olanak sağlıyor.
Darbeli bir lazer kullanılarak, ışık enerjisi hava yoluyla cilt yüzeyine iletilir ve burada ışık cilde girdiğinde hızla emilir. Işık darbesi anında lokal ısınmaya neden olur ve termoelastik bir süreç yoluyla cildi hızla deforme eder, bu da bir ultrason kaynağı olarak görev yapan ultrason dalgaları üretir.
Işık darbesi, ciltte herhangi bir acıya neden olmadan, gerçek tıbbi ultrasonla karşılaştırılabilecek bir frekansta yeterli ultrason gücü üretir. Araştırma ekibi, optik taşıyıcı dalga boylarının seçiminin patentini aldı ve fotoakustik süreç, cilt renginden veya doku pürüzlülüğünden bağımsız olarak tutarlı bir ultrason kaynağı üretecek şekilde tasarlandı.
Dokunun içinden dönen ultrason yankıları, cilt yüzeyinde lokalize titreşimler olarak görünür ve bunlar, son derece hassas, özel bir lazer Doppler vibrometre ile ölçülür.