MIT が非接触用のレーザーベースのシステムを構築

最近、MIT リンカーン研究所の研究者とマサチューセッツ総合病院 (MGH) の超音波研究翻訳センター (CURT) の共同研究者が、新しいタイプの医療画像装置である非接触レーザー超音波 (NCLUS) を開発しました。
このレーザーベースの超音波システムは、臓器、脂肪、筋肉、腱、血管などの体内の特徴の画像を提供すると言われています。 このシステムは骨の強度を測定し、病気のさまざまな段階を追跡することもできます。

「当社の特許取得済みの皮膚に安全なレーザー システムのコンセプトは、従来の接触プローブの限界を克服することで医療用超音波を変革するように設計されています」と、リンカーン研究所のアクティブ オプティカル システム グループの上級スタッフである主任研究員のロバート ハウプト氏は説明します。
Robert Haupt 氏とシニア スタッフ メンバーの Charles Wynn 氏はこのテクノロジーの共同発明者であり、副グループ リーダーの Matthew Stowe 氏が技術的なリーダーシップと NCLUS プログラムの監督を担当しています。 rajan Gurjar はシステム インテグレーターのリーダーであり、Jamie Shaw、Bert Green、Brian Boitnott (現在スタンフォード大学)、Jake Jacobsen が光学工学、機械工学、システム構築で協力しました。
最先端の医療用超音波システムは数ミリメートル以内で組織の特徴を識別できますが、この技術にはいくつかの制限があります。 一方、非接触レーザー超音波 (NCLUS) は、超音波画像取得プロセスを完全に自動化することで、超音波検査者の必要性を減らし、オペレーターのばらつきを減らすことができます。 レーザーの位置を正確に再現できるため、繰り返しの測定による変動を排除できます。 測定は非接触であるため、それに伴う局所的な組織の圧縮や画像特徴の歪みはありません。 さらに、MRI や CT と同様に、非接触レーザー超音波 (NCLUS) は皮膚マーカーを利用して、一定の基準フレームを提供し、時間の経過とともに繰り返されるスキャンを再現および比較します。 この追跡機能をサポートするために、研究チームは超音波画像を処理し、画像間の変化を検出するソフトウェアを開発しました。
非接触レーザー超音波 (NCLUS) は、手動による加圧やカップリング ジェル (接触プローブに必要) を必要としないため、身体の一部に痛みを感じたり敏感になったり、脆弱な状態にあったり、危険にさらされている患者にも適しています。感染症の。 この技術により、火傷や外傷の患者、手術中に深部組織に直接開口部がある患者、集中治療が必要な未熟児、首や脊髄に損傷のある患者、遠隔の感染症に罹患している患者の画像化が可能になります。
パルスレーザーを使用すると、光エネルギーが空気中を通って皮膚の表面に伝達され、光は皮膚に入ると急速に吸収されます。 光パルスは瞬時に局所的な加熱を引き起こし、熱弾性プロセスを通じて皮膚を急速に変形させます。これにより、超音波源として機能する超音波が生成されます。
光パルスは、皮膚に痛みを引き起こすことなく、実際の医療用超音波に匹敵する周波数で十分な超音波出力を生成します。 研究チームは光搬送波長の選択で特許を取得しており、光音響プロセスは皮膚の色や組織の粗さに関係なく、一貫した超音波源を生成するように設計されています。
組織内から戻ってくる超音波エコーは皮膚表面の局所的な振動として現れ、高感度の専用レーザードップラー振動計で測定されます。