Un groupe de scientifiques de NUST «MISiS» a développé un système universel d’échographie opto-acoustique basé sur l’utilisation des ondes ultrasonores et du rayonnement laser. Il peut être utilisé pour obtenir des images de pathologies internes, y compris la détection de tumeurs de petite taille qui ne sont pas fixées par échographie conventionnelle. Les résultats sont publiés dans la revue scientifique internationale
Photoacoustics .
Il est intéressant de noter que le développement a été réalisé par des spécialistes du laboratoire avec le nom (attention!)
"Diagnostic par ultrasons laser de la structure et des propriétés des roches et des matériaux de structure hétérogènes", dirigé par le
professeur Alexander A. Karabutov, Ph.D.Il semblerait - où sont les mineurs et où est l'oncologie?
Cependant, la méthode de spectroscopie ultrasonore laser étudiée par des spécialistes de laboratoire s'est avérée si universelle que les technologies créées sur cette base peuvent être appliquées dans une grande variété de domaines.
Nous avons déjà
écrit sur «Habré» à propos d'un appareil créé en laboratoire pour détecter les défauts dans des parties d'un avion de 50 microns de long et lancé dans la production à petite échelle. Et maintenant - un nouveau développement dans le domaine de la technologie médicale.
Comme l'ont dit les créateurs, le système a été initialement conçu pour visualiser les vaisseaux sanguins. Cependant, au cours des recherches, il s'est avéré que l'appareil est également applicable à la fois pour l'examen des tissus durs (par exemple, les dents) et pour le diagnostic des formations oncologiques dans les tissus mous.
Le fait est que les méthodes d'échographie standard en raison d'un contraste et d'une qualité d'image faibles ne permettent pas, par exemple, de distinguer une tumeur cancéreuse de tissus sains à un stade précoce. Une reconnaissance sûre n'est possible que si la taille de la tumeur dépasse 1 cm.
Notre développement, cependant, fournit au médecin non seulement des images échographiques standard, mais également des informations supplémentaires sur les tissus qui se distinguent mal acoustiquement (à l'aide d'ultrasons), mais qui ont en même temps une capacité d'absorption différente. Les tumeurs cancéreuses appartiennent également à ces tissus.
L'ensemble du système est basé sur un phénomène physique bien connu - l'effet opto-acoustique. Il consiste en ce qui suit: un rayonnement laser de très courte durée est absorbé dans l'objet irradié (dans ce cas, les tissus vivants du corps), ce qui conduit à un échauffement rapide du site de cet objet. Le chauffage entraîne l'expansion de la matière tissulaire et l'excitation correspondante des ondes ultrasonores. Ainsi, l'irradiation avec de courtes impulsions laser entraîne une «vibration» du site tissulaire et l'émission d'ultrasons par celles-ci. En gros, un organe vivant «couine» dans des tons ultra-hauts.
Le schéma de l'appareil«Dans l'installation, le rayonnement laser est utilisé pour exciter les ultrasons en deux modes. Dans le premier, opto-acoustique, la lumière est absorbée directement dans l'objet étudié (dans ce cas, une petite section d'un vaisseau sanguin ou d'une tumeur commence à «vibrer»). Les ondes ainsi excitées sont enregistrées par une variété de récepteurs (une antenne acoustique spéciale), et les signaux de ces éléments sont utilisés plus tard pour construire des images précises de l'objet qui fournissent un contraste dans l'absorption de la lumière , a expliqué l'un des co-auteurs, ingénieur du laboratoire des méthodes à ultrasons laser des études introscopiques de NUST "MISiS"
Vasily Zarubin .
Photographie de l'installation expérimentale: 1 - laser avec une source d'alimentation; 2 - système de livraison laser à fibre optique en mode LU; 3 - un système de collecte et de traitement des données expérimentales; 4-RS; 5 - matrice de détecteurs; Système de positionnement 6–3D.- Dans le second mode laser à ultrasons, la lumière est déjà absorbée dans une plaque spéciale, et elle commence à "vibrer". Les ondes qui y sont excitées sont utilisées pour examiner l'objet d'une manière similaire à l'échographie standard. Dans ce cas, les ondes ultrasonores sont diffusées par les inhomogénéités de l'objet, et sont reçues par la même antenne acoustique. Les signaux qui en découlent sont utilisés pour construire les images ultrasonores laser finales. "De ce fait, un dispositif basé sur l'échographie laser permet de détecter une tumeur à un stade précoce, avec une taille inférieure au millimètre.
Actuellement, l'équipe de recherche améliore les caractéristiques du prototype expérimental du système et l'adapte à des tâches spécifiques.