Un dispozitiv cu ultrasunete folosit pentru imagistica optică va înlocui endoscopia susțin cercetătorii americani

Un dispozitiv cu ultrasunete folosit pentru imagistica optică va înlocui endoscopia susțin cercetătorii americani
iulie 19 12:47 2019 Timp citire articol: 4 minut(e)

Cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon, au publicat o cercetare ce prezintă o nouă tehnică non-invazivă ce folosește ultrasunete pentru a obține imagini optice printr-un mediu tulbure cum ar fi țesutul biologic pentru a scana organele corpului. Această nouă metodă are potențialul de a elimina nevoia examinărilor vizuale invazive ce folosesc camere endoscopice.

Dispozitivele endoscopice, sau camera de la capătul cateterelor sau firele, sunt de obicei implantate printr-o procedură medicală sau chirurgical pentru a ajunge la țesuturile adânci ale corpului, dar noua tehnică furnizează o alternativă complet non-chirurgicală ș non-invazivă.

Lucrarea arată că pot folosi ultrasunetul pentru a crea “lentile” virtuale în corp, în loc de a implanta lentile fizice. Printre folosirea unor șabloane cu unde ultrasonice, cercetătorii pot lumina eficient țesutul și să-l facă mai transparent, ceea ce le permite să scaneze părți neaccesibile înainte prin metode non-invazice.

Țesutul biologic este capabil să blocheze majoritatea luminii, în special lumina vizibilă spectrului optic. Prin urmare, metodele optice de scanare din prezent nu pot folosi lumina pentru a accesa țesutul adânc de la suprafață.

“Abilitatea de a scana organe cum ar fi creierul fără nevoia de a introduce componente optice fizice va furniza o alternativă importantă la implementarea endoscoapelor invazive în corp. Am folosit unde ultrasonice pentru a sculpta lentile optice virtuale într-un mediu țintă dat, care de exemplu poate fi țesutul biologic. Prin urmare, țesutul este schimbat într-o lentilă ce ne ajută să capturăm imagini ale structurilor mai adânci. Această metodă poate revoluționa câmpul imagisticii biomedicale”, a spus coautorul cercetării profesorul Maysam Chamanzar, citat de sciencedaily.com.

Undele ultrasonice sunt capabile să comprime și să rarefieze, sau să subțieze, orice mediu prin care trec. În regiunile comprimate, lumina se deplasează mai încet în comparație cu regiunile rarefiate. În această lucrare, cercetătorii au arătat că acest efect de comprimare și rarefiere poate fi folosit pentru a forma lentile virtuale în mediul țintă pentru imagistica optică. Lentilele pot fi mișcate fără a deranja mediul doar prin reconfigurarea undelor ultrasonice din exterior. Acest lucru permite scanarea scanarea diferitor regiuni țintă non-invaziv.

Metoda reprezintă o tehnologie ce poate fi aplicată în multe moduri. În viitor, poate fi implementat sub forma unui dispozitiv ținut în mână sau un plasture purtat la suprafață, în funcție de organul care este scanat. Așezând dispozitivul sau plasturele pe piele, doctorul ar putea fi capabil să primească ușor informații optice din țesut pentru crearea imaginilor a ceea ce este înăuntru fără mult discomfort și fără efectele secundare ale endoscopiei.

Cele mai apropiate aplicații din prezent pentru această tehnologie ar fi scanarea endoscopică a țesutului cerebral sau scanarea subcutanată, dar această tehnică poate fi folosită de asemenea în alte părți ale corpului. În afara aplicațiilor biomedicale, ar mai putea fi folosită pentru scanarea optică în metrologie și alte aplicații industriale pentru a permite scanarea non-distructivă a obiectelor și structurilor la scara micronilor. De asemenea, aplicațiile clinice includ diagnosticarea bolilor de piele, monitorizarea activității cerebrale și diagnosticarea și terapia fotodinamică pentru identificarea și țintirea tumorilor maligne. Pe lângă implicațiile clinice directe, cercetătorii ar putea fi capabili să studieze indirect mecanismele implicate în boli ca Parkinson prin folosirea tehnologiei acustico-optice pentru a vedea creierul șoarecilor și a stimula selectiv diferite căi neuronale.

Cercetătorii au arătat că proprietățile lentilelor virtuale pot fi modificate prin schimbarea parametrilor undelor ultrasonice, permițând utilizatorilor să captureze imagini la diferite adâncimi. În timp ce lucrarea este concentrată pe eficiența metodei pentru aplicații apropiate de suprafață, echipa vrea să găsească limita adâncimii din țesutul corpului la care poate ajunge această metodă de scanare optică asistată ultrasonic.

“Mediile tulburi au fost întotdeauna considerate obstacole pentru scanaarea optică. Dar am arătat că aceste medii pot fi transformate în aliați pentru a ajuta lumina să ajungă la ținta dorită. Când activăm ultrasunetele cu șablonul potrivit, mediul turbure devine imediat transparent”, a precizat la rândul său coautorul descoperirii Matteo Giuseppe Scopelliti.

Cercetătorii sunt de părere că această nouă tehnologie de scanare ar putea fi aplicată în biomedicină și contexte clinice în următorii cinci ani.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu