Ультразвуковая оптическая визуализация вместо эндоскопии

Американские специалисты из университета Карнеги-Меллона опубликовали исследование, в котором представлена новая технология, использующая ультразвук для неинвазивного получения оптических изображений через мутную среду, такую как биологическая ткань. Новый метод предоставляет возможность получения изображения глубоко расположенных органов тела, тем самым потенциально устраняя необходимость в инвазивном визуальном обследовании с помощью эндоскопических камер.

Другими словами, в один прекрасный день, возможно, больше не понадобится вставлять устройство с оптической камерой в тело, например, в горло или под кожу, чтобы добраться до желудка, головного мозга или любых других органов для их осмотра.

Эндоскопическая визуализация, использующая камеры, вставляемые непосредственно в органы тела для их изучения и диагностирования, является инвазивной процедурой. Эндоскопические сканеры или камеры на конце катетерных трубок обычно вводятся в тело в процессе медицинской процедуры или операции для того, чтобы достичь глубоко расположенных тканей или органов тела, но новая технология предоставляет совершенно нехирургическую и неинвазивную альтернативу.

В исследовании, результаты которого были опубликованы в журнале Light: Science and Applications, показано, что результат достигается путем использования ультразвука для создания виртуальной "линзы" внутри тела, а не с помощью ввода в тело физической линзы (объектива). Используя ультразвуковые волны, исследователи могут эффективно "фокусировать" свет внутри ткани, что позволяет им делать снимки, недоступные ранее с помощью неинвазивных средств. Более того, этот виртуальный объектив можно перемещать, не влияя на среду, просто перенастроив ультразвуковые волны снаружи. Это позволяет визуализировать различные целевые области, причем неинвазивно.

Свойства виртуальной "линзы" могут настраиваться путем изменения параметров ультразвуковых волн, что позволяет пользователям "фокусировать" изображения, полученные с помощью этого метода на различных глубинах внутри тела.

Биологическая ткань способна блокировать большую часть света, особенно свет в видимом диапазоне оптического спектра. Поэтому современные методы оптической визуализации не могут использовать свет для доступа к глубоким тканям с поверхности. Однако университетские ученые использовали неинвазивное ультразвуковое излучение для обеспечения большей "прозрачности", чтобы обеспечить большее проникновение света через такие сложные среды, как биологические ткани.

Новый метод представляет собой платформенную технологию, которая может применяться во многих различных областях. В будущем она может быть реализована в виде портативного устройства или даже носимого устройства, наклеенного на поверхности тела, в зависимости от того, какой орган визуализируется. Поместив устройство или патч на кожу, врач сможет легко получать оптическую информацию изнутри ткани для создания изображений того, что находится внутри, без дискомфорта для пациента и побочных эффектов эндоскопии.

Наиболее близкими к реализации приложениями этой технологии в настоящее время являются эндоскопическая визуализация мозговой ткани или визуализация органов, находящихся под кожей, но эта технология может быть использована и для визуализации других частей тела.