MIT สร้างระบบที่ใช้เลเซอร์สำหรับการไม่สัมผัส

เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยจาก Lincoln Laboratory ของ MIT และผู้ร่วมงานจากศูนย์วิจัยและการแปลอัลตราซาวนด์ (MGH) ของโรงพยาบาล Massachusetts General Hospital (MGH) ได้พัฒนาอุปกรณ์สร้างภาพทางการแพทย์รูปแบบใหม่ นั่นคือ อัลตราซาวนด์เลเซอร์แบบไม่สัมผัส (NCLUS)
กล่าวกันว่าระบบอัลตราซาวนด์ที่ใช้เลเซอร์นี้ให้ภาพลักษณะภายในร่างกาย เช่น อวัยวะ ไขมัน กล้ามเนื้อ เส้นเอ็น และหลอดเลือด ระบบยังสามารถวัดความแข็งแรงของกระดูกและอาจติดตามระยะต่างๆ ของโรคได้

"แนวคิดระบบเลเซอร์ที่ปลอดภัยต่อผิวหนังที่ได้รับการจดสิทธิบัตรของเรา ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์โดยการเอาชนะข้อจำกัดของการตรวจวัดแบบสัมผัสแบบดั้งเดิม" Robert Haupt นักวิจัยหลัก ซึ่งเป็นพนักงานอาวุโสใน Active Optical Systems Group ของ Lincoln Laboratory อธิบาย
Robert Haupt และสมาชิกพนักงานอาวุโส Charles Wynn เป็นผู้ร่วมคิดค้นเทคโนโลยี ส่วน Matthew Stowe รองหัวหน้ากลุ่ม รับผิดชอบในการเป็นผู้นำด้านเทคนิคและการกำกับดูแลโครงการ NCLUS rajan Gurjar เป็นผู้นำผู้วางระบบ ส่วน Jamie Shaw, Bert Green, Brian Boitnott (ปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด) และ Jake Jacobsen ร่วมมือกันในด้านวิศวกรรมออปติคอลและเครื่องกลและการก่อสร้างระบบ
แม้ว่าระบบอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์ที่ล้ำสมัยสามารถแยกแยะลักษณะของเนื้อเยื่อได้ภายในไม่กี่มิลลิเมตร แต่เทคโนโลยีนี้มีข้อจำกัดบางประการ ในทางกลับกัน อัลตราซาวนด์เลเซอร์แบบไม่สัมผัส (NCLUS) อาจลดความจำเป็นในการใช้โซโนกราฟ และลดความแปรปรวนของผู้ปฏิบัติงานโดยทำให้กระบวนการรับภาพอัลตราซาวนด์เป็นอัตโนมัติเต็มรูปแบบ การวางตำแหน่งเลเซอร์สามารถทำซ้ำได้อย่างแม่นยำ จึงขจัดความแปรปรวนของการวัดซ้ำๆ เนื่องจากการวัดแบบไม่สัมผัส จึงไม่มีการบดอัดเนื้อเยื่อเฉพาะที่หรือการบิดเบือนคุณลักษณะของภาพ นอกจากนี้ อัลตราซาวนด์เลเซอร์แบบไม่สัมผัส (NCLUS) เช่นเดียวกับ MRI และ CT ใช้มาร์กเกอร์ผิวหนังเพื่อสร้างกรอบอ้างอิงคงที่เพื่อสร้างและเปรียบเทียบการสแกนซ้ำๆ เมื่อเวลาผ่านไป เพื่อสนับสนุนฟังก์ชันการติดตามนี้ ทีมงานห้องปฏิบัติการได้พัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อประมวลผลภาพอัลตราซาวนด์และตรวจจับการเปลี่ยนแปลงระหว่างภาพ
อัลตราซาวนด์เลเซอร์แบบไม่สัมผัส (NCLUS) ไม่ต้องใช้แรงดันหรือใช้เจลเชื่อมต่อ (ซึ่งจำเป็นสำหรับโพรบแบบสัมผัส) ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ป่วยที่มีความเจ็บปวดหรืออวัยวะที่บอบบางของร่างกาย อยู่ในสภาพที่เปราะบาง หรือมีความเสี่ยง ของการติดเชื้อ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถถ่ายภาพผู้ป่วยที่ถูกไฟไหม้หรือบาดเจ็บ ผู้ป่วยที่มีช่องเปิดโดยตรงไปยังเนื้อเยื่อลึกในระหว่างการผ่าตัด ทารกคลอดก่อนกำหนดที่ต้องการการดูแลผู้ป่วยหนัก ผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บที่คอและกระดูกสันหลัง และผู้ป่วยโรคติดเชื้อระยะไกล
พลังงานแสงจะถูกส่งผ่านอากาศไปยังพื้นผิวโดยใช้พัลซิ่งเลเซอร์ ซึ่งแสงจะถูกดูดซับอย่างรวดเร็วเมื่อเข้าสู่ผิวหนัง ชีพจรแสงทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่ทันทีและทำให้ผิวหนังเสียรูปอย่างรวดเร็วผ่านกระบวนการเทอร์โมยืดหยุ่น ซึ่งจะสร้างคลื่นอัลตราซาวนด์ที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดอัลตราซาวนด์
พัลส์แสงจะสร้างพลังอัลตราซาวนด์เพียงพอในความถี่ที่เทียบเท่ากับอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์ที่เกิดขึ้นจริง โดยไม่ก่อให้เกิดความเจ็บปวดต่อผิวหนัง ทีมวิจัยได้จดสิทธิบัตรตัวเลือกความยาวคลื่นพาหะนำแสง และกระบวนการโฟโตอะคูสติกได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างแหล่งกำเนิดอัลตราซาวนด์ที่สอดคล้องกัน โดยไม่ขึ้นกับสีผิวหรือความหยาบของเนื้อเยื่อ
เสียงสะท้อนจากอัลตราซาวนด์ที่กลับมาจากภายในเนื้อเยื่อจะปรากฏเป็นการสั่นสะเทือนเฉพาะที่บนผิว ซึ่งวัดโดยไวโบรมิเตอร์เลเซอร์ดอปเปลอร์ที่มีความไวสูงโดยเฉพาะ