Лазерне безконтактне УЗД вперше випробували на людях

Американські вчені вперше отримали результати сканування людських тканин за допомогою безконтактного лазерного ультразвукового дослідження. Під час такого дослідження лазер збуджує ультразвукові коливання на поверхні шкіри, а потім лазерний віброметр реєструє повернуті з тканин коливання. Стаття опублікована в журналі.


Метод ультразвукового дослідження (УЗД) застосовують для створення знімків внутрішніх органів людини без оперативного втручання або застосування іонізуючих методів, такі як комп'ютерна томографія і рентгенографія, а також неіонізуючих, але дорогих, такі як МРТ. Водночас УЗД має свої недоліки. Наприклад, його точність у загальному випадку невисока, а головне, вона варіативна і залежить від деяких факторів, таких як сила, з якою лікар притискає датчик до тіла.


Крім контактних методів УЗД є також фотоакустичні методи. Під час фотоакустичного дослідження поверхня тканини освітлюється лазерним променем, який збуджує коливання в тканині завдяки фотоакустичному ефекту. Однак як приймач у цьому методі зазвичай застосовують п'єзоелектричний датчик, який прислоняється до шкіри. Як альтернативу цьому методу вчені пропонували використовувати повністю безконтактний метод, в якому лазери виконують ролі і збудника коливань, і приймача зворотного сигналу, проте лише тепер цей метод випробували на людині.

Брайан Ентоні (Brian Anthony) і зі своїми колегами з Массачусетського технологічного інституту використовували як джерело випромінювання лазер, що випромінює світло з довжиною хвилі 1540 нанометрів, а як приймач лазерний віброметр, що використовує світло з довжиною хвилі 1550 нанометрів. Промінь від джерела, потрапляючи на шкіру, періодично нагріває її і через це викликає розширення. Це, в свою чергу, створює періодичні ультразвукові коливання, що поширюються вглиб тканин.

Одна з відмінностей цього методу від класичного фотоакустичного ультразвукового ефекту полягає в тому, що світло майже не проникає вглиб тканини. Це дозволяє сконцентрувати оптико-акустичне перетворення на поверхні шкіри і тим самим збільшити амплітуду ультразвуку, що проникає в тіло.

Дослідники протестували зібраний ними з комерційно доступних компонентів апарат на декількох об'єктах: томографічному фантомі, що складається з желатину з металевими деталями всередині, зразком свинячої черевної тканини і, нарешті, на людині.

Автори запросили чотирьох добровольців і використовували як предмет дослідження їхні передпліччя, на які проектувалися лазерні промені. В результаті дослідникам вдалося отримати зображення структури передпліччя, на яких відмінні різні структури: шкіра, м'язи і кістка. Порівняння з результатами, отриманими класичним УЗД показало, що розташування цих тканин збігається на знімках, отриманих обома методами, що підтверджує працездатність нового методу.

Вчені пропонують використовувати УЗД не тільки в медичних цілях, а й для навчання: вчені з Франції та Італії розробили систему, яка отримує дані про рух мови з апарату УЗД і візуалізує їх, що потенційному може допомогти вивчати вимову в іноземних мовах


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND