Um grupo de cientistas da NUST “MISiS” desenvolveu um sistema universal de ultrassom óptico-acústico baseado no uso de ondas ultrassônicas e radiação laser. Pode ser usado para obter imagens de patologias internas, incluindo a detecção de pequenos tumores não fixos de ultrassom. Os resultados são publicados na revista científica internacional
Photoacoustics .
É interessante que o desenvolvimento foi realizado por especialistas do laboratório com o nome (atenção!)
"Diagnósticos laser-ultrassônicos da estrutura e propriedades de rochas e materiais estruturais heterogêneos", liderado pelo
Prof. Alexander A. Karabutov, Ph.D.Parece - onde estão os mineiros e onde está a oncologia?
No entanto, o método de espectroscopia ultrassônica a laser estudado por especialistas de laboratório se mostrou tão universal que as tecnologias criadas nessa base podem ser aplicadas em uma variedade de campos.
Já
escrevemos no “Habré” sobre um dispositivo criado em laboratório para detectar defeitos em partes de um avião de 50 mícrons de comprimento e lançados em produção em pequena escala. E agora - um novo desenvolvimento no campo da tecnologia médica.
Como disseram os criadores, inicialmente o sistema foi criado para visualizar os vasos sanguíneos. No entanto, durante as pesquisas, o aparelho também é aplicável tanto para examinar tecidos duros (por exemplo, dentes) quanto para diagnosticar formações oncológicas em tecidos moles.
O fato é que os métodos padrão de ultrassom, devido ao baixo contraste e à qualidade da imagem, não permitem, por exemplo, distinguir um tumor cancerígeno de tecidos saudáveis em um estágio inicial. O reconhecimento confiável só é possível se o tamanho do tumor exceder 1 cm.
Nosso desenvolvimento, no entanto, fornece ao médico não apenas imagens de ultrassom padrão, mas também informações adicionais sobre os tecidos que são pouco distinguíveis acusticamente (usando o ultrassom), mas ao mesmo tempo têm capacidade de absorção diferente. Os tumores cancerígenos também pertencem a esses tecidos.
Todo o sistema é baseado em um fenômeno físico conhecido - o efeito óptico-acústico. Consiste no seguinte: a radiação laser de duração muito curta é absorvida no objeto irradiado (neste caso, os tecidos do corpo vivo), o que leva ao aquecimento rápido do local desse objeto. O aquecimento leva à expansão da matéria tecidual e à excitação correspondente das ondas ultrassônicas. Assim, a irradiação com pulsos curtos de laser leva à "vibração" do local do tecido e à emissão de ultrassom. Grosso modo, um órgão vivo “chia” em tons ultra-altos.
O esquema do dispositivo“Na instalação, a radiação laser é usada para excitar o ultrassom em dois modos. No primeiro, óptico-acústico, a luz é absorvida diretamente no objeto estudado (neste caso, uma pequena seção de um vaso sanguíneo ou tumor começa a "vibrar"). As ondas excitadas dessa maneira são registradas por uma variedade de receptores (uma antena acústica especial), e os sinais desses elementos são usados posteriormente para construir imagens precisas do objeto que fornecem contraste na absorção da luz , explicou um dos coautores, engenheiro do laboratório de métodos ultrassônicos a laser dos estudos introscópicos do NUST “MISiS”
Vasily Zarubin .
Fotografia da montagem experimental: 1 - laser com fonte de energia; 2 - sistema de entrega a laser de fibra óptica no modo LU; 3 - um sistema para coleta e processamento de dados experimentais; 4-RS; 5 - matriz de detectores; Sistema de posicionamento 6–3D.- No segundo modo laser ultra-sônico, a luz já é absorvida em uma placa especial e começa a "vibrar". As ondas excitadas nele são usadas para examinar o objeto de maneira semelhante ao ultrassom padrão. Nesse caso, as ondas ultrassônicas são dispersas pelas inomogeneidades do objeto e são recebidas pela mesma antena acústica. Os sinais dele são usados para criar as imagens finais do ultrassom a laser ".Como resultado, um dispositivo baseado em ultrassom a laser permite detectar um tumor em um estágio inicial, com um tamanho inferior a um milímetro.
Atualmente, a equipe de pesquisa está melhorando as características do protótipo experimental do sistema, além de adaptá-lo a tarefas específicas.