طورت مجموعة من العلماء من NUST "MISiS" نظامًا عالميًا للموجات فوق الصوتية البصرية على أساس استخدام الموجات فوق الصوتية والإشعاع الليزري. يمكن استخدامه للحصول على صور للأمراض الداخلية ، بما في ذلك الكشف عن الأورام الصغيرة الحجم التي لم يتم إصلاحها بواسطة الموجات فوق الصوتية التقليدية. يتم نشر النتائج في المجلة العلمية الدولية
Photoacoustics .
ومن المثير للاهتمام أن التطوير قد تم بواسطة متخصصين من المختبر يحمل اسم (انتباه!)
"التشخيص بالموجات فوق الصوتية بالليزر لهيكل وخصائص الصخور والمواد الإنشائية غير المتجانسة" ، التي يرأسها
البروفيسور ألكسندر أ. كارابوتوف ، دكتوراه.يبدو - أين هم عمال المناجم وأين علم الأورام؟
ومع ذلك ، اتضح أن طريقة التحليل الطيفي بالموجات فوق الصوتية بالليزر التي درسها أخصائيو المختبرات عالمية للغاية بحيث يمكن تطبيق التقنيات التي تم إنشاؤها على هذا الأساس في مجموعة واسعة من المجالات.
لقد
كتبنا بالفعل
على "Habré" عن جهاز تم إنشاؤه في المختبر لاكتشاف العيوب في أجزاء الطائرة التي يبلغ حجمها 50 ميكرون ، والتي تم إطلاقها في الإنتاج على نطاق صغير. والآن - تطور جديد في مجال التكنولوجيا الطبية.
كما قال المبدعون ، في البداية تم إنشاء نظام لتصور الأوعية الدموية. ومع ذلك ، تبين أثناء البحث أن الجهاز ينطبق أيضًا على فحص الأنسجة الصلبة (على سبيل المثال ، الأسنان) ولتشخيص التكوينات الأورام في الأنسجة الرخوة.
والحقيقة هي أن طرق الموجات فوق الصوتية القياسية بسبب انخفاض التباين وجودة الصورة لا تسمح ، على سبيل المثال ، بتمييز الورم السرطاني عن الأنسجة السليمة في مرحلة مبكرة. التعرف على الثقة ممكن فقط إذا كان حجم الورم يتجاوز 1 سم.
لا يوفر تطويرنا للطبيب صورًا قياسية بالموجات فوق الصوتية فحسب ، بل يوفر أيضًا معلومات إضافية حول تلك الأنسجة التي لا يمكن تمييزها صوتيًا بشكل سيئ (باستخدام الموجات فوق الصوتية) ، ولكن في نفس الوقت تتمتع بقدرة امتصاص مختلفة. الأورام السرطانية تنتمي أيضا إلى مثل هذه الأنسجة.
يعتمد النظام بأكمله على ظاهرة فيزيائية معروفة - التأثير البصري الصوتي. يتكون من التالي: يتم امتصاص أشعة الليزر لفترة قصيرة جدًا في الجسم المشع (في هذه الحالة ، الأنسجة الحية للجسم) ، مما يؤدي إلى تسخين سريع لموقع هذا الكائن. يؤدي التسخين إلى توسع مادة الأنسجة والإثارة المقابلة للموجات فوق الصوتية. وبالتالي ، يؤدي التشعيع بنبضات ليزر قصيرة إلى "اهتزاز" موقع الأنسجة وانبعاث الموجات فوق الصوتية بها. تحدث تقريبًا ، العضو الحي "الصرير" بألوان عالية جدًا.
مخطط الجهازفي التثبيت ، يتم استخدام إشعاع الليزر لإثارة الموجات فوق الصوتية في وضعين. في الأولى ، يتم امتصاص الضوء البصري مباشرة في الكائن المدروس (في هذه الحالة ، يبدأ جزء صغير من الأوعية الدموية أو الورم في "الاهتزاز"). أوضح أحد المؤلفين المشاركين ، وهو مهندس مختبر طرق الموجات فوق الصوتية بالليزر للدراسات المجهرية بالليزر من NUST MISiS
Vasily ، أن الموجات المثيرة
بهذه الطريقة يتم تسجيلها بواسطة مجموعة متنوعة من المستقبلات (هوائي صوتي خاص) ، وتستخدم الإشارات من هذه العناصر في المستقبل لإنشاء صور دقيقة للكائن ، مما يوفر تباينًا في امتصاص الضوء .
زاروبين .
صورة للإعداد التجريبي: 1 - الليزر مع مصدر الطاقة ؛ 2 - نظام توصيل الألياف البصرية بالليزر في وضع LU ؛ 3 - نظام لجمع ومعالجة البيانات التجريبية ؛ RS-4. 5 - مصفوفة الكاشفات ؛ نظام تحديد المواقع 6-3D.- في الوضع الثاني ، ليزر بالموجات فوق الصوتية ، يتم امتصاص الضوء بالفعل في لوحة خاصة ، ويبدأ في "الاهتزاز". يتم استخدام الموجات التي يتم تحريكها لفحص الكائن بطريقة تشبه الموجات فوق الصوتية القياسية. في هذه الحالة ، تنتشر الموجات فوق الصوتية بسبب عدم تجانس الكائن ، ويتم استقبالها بنفس الهوائي الصوتي. يتم استخدام الإشارات الصادرة منه لإنشاء صور الموجات فوق الصوتية الليزر النهائية. "ونتيجة لذلك ، فإن الجهاز الذي يعتمد على الموجات فوق الصوتية بالليزر يجعل من الممكن اكتشاف ورم في مرحلة مبكرة ، بحجم يقل عن ملليمتر واحد.
يعمل فريق البحث حاليًا على تحسين خصائص النموذج الأولي التجريبي للنظام ، بالإضافة إلى تكييفه مع مهام محددة.