Получены первые лазерные ультразвуковые изображения людей

Москва, 13:43, 24 Дек 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

По словам исследователей из Массачусетского технологического института (MIT), контакт с ультразвуковым датчиком вызывает значительную изменчивость изображения, что является основной проблемой в современной ультразвуковой визуализации.

Ученые разработали новую ультразвуковую технику, которая не требует контакта с телом для наблюдения за пациентом, — шаг вперед, который может помочь удаленно визуализировать и оценить здоровье младенцев, пострадавших от ожогов и людей, выживших в несчастных случаях.

Обычный ультразвук не подвергает пациентов вредному излучению, как это делают рентгеновские и КТ-сканеры, и, как правило, он неинвазивен. Тем не менее, процесс требует контакта с телом пациента, и это обстоятельство может быть ограничивающим в ситуациях, когда клиницисты могут захотеть осмотреть пациентов, которые плохо переносят зонд.

Новая техника лазерного ультразвука использует лазерную систему, безопасную для глаз и кожи, для удаленного изображения внутренностей человека.

По словам исследователей, при тренировке на коже пациента один лазер дистанционно генерирует звуковые волны, которые отражаются от тела.

Второй лазер дистанционно обнаруживает отраженные волны, которые затем исследователи переводят в изображение, похожее на обычное ультразвуковое исследование. В журнале Light: Science and Applications команда сообщает о создании первых лазерных ультразвуковых изображений на людях.

Исследователи сканировали предплечья нескольких добровольцев и обнаружили общие признаки тканей, таких как мышцы, жир и кости, примерно до шести сантиметров ниже уровня кожи. Эти изображения, сравнимые с обычным ультразвуком, были получены с использованием удаленных лазеров, сфокусированных на добровольце с расстояния полуметра.

Принцип работы лазерного ультразвука

Команда выбрала лазеры на 1550 нм, длина волны которых сильно поглощается водой и безопасна для глаз и кожи. Так как кожа состоит в основном из воды, команда пришла к выводу, что она должна эффективно поглощать этот свет, нагреваться и расширяться в ответ. Исследователи утверждают, что, возвращаясь в свое нормальное состояние, сама кожа должна создавать звуковые волны, которые распространяются по всему телу. Они проверили эту идею с лазерной установкой, используя один импульсный лазер для генерации звуковых волн, и второй непрерывный лазер, настроенный на ту же длину волны, для удаленного обнаружения отраженных звуковых волн.

По словам исследователей, этот второй лазер представляет собой чувствительный детектор движения, который измеряет вибрации на поверхности кожи, вызванные звуковыми волнами, отражающимися от мышц, жира и других тканей. По их словам, движение поверхности кожи, создаваемое отраженными звуковыми волнами, вызывает изменение частоты лазера, которое можно измерить. Механически сканируя лазеры по всему телу, ученые могут получать данные в разных местах и ​​генерировать изображение нужного региона.