Nauja technologija ateityje padės atliekant ultragarso tyrimą kūdikiams, ugnies ir nelaimingų atsitikimų aukoms, rašo mit.edu.

Daugumai ultragarso tyrimas yra labai paprasta procedūra. Gydytojui švelniai spaudžiant zondą prie kūno, zondo sukuriamos garso bangos keliauja per odą, atsispindi nuo raumenų, riebalų ir kitų minkštųjų audinių, ir grįžta į zondą, kuris akustines bangas paverčia į vaizdus.

Ultragarso aparatas neskleidžia radiacijos (kaip rentgeno ar kompiuterinės tomografijos aparatai). Tačiau, nors yra neinvazinis, reikalauja sąlyčio su paciento oda, kas kartais tampa iššūkiu. Ypatingai sunku apžiūrėti kūdikius, sužalotus žmones ir pan. 

Todėl Masačiusetso technologijų instituto (Massachusetts Institute of Technology, MIT) inžinieriai sukūrė naują metodą, kurį naudojant nereikia kontakto su kūnu. Nauja lazerių ultragarso technologija leidžia apžiūrėti paciento vidų nuotoliniu būdu. 

Vienas lazeris nuotoliniu būdu sukuria garso bangas, sklindančias per kūną. Antrasis lazeris nuotoliniu būdu fiksuoja atspindėtas bangas, kurias sudėtingi algoritmai paverčia į vaizdą, panašų į gaunamą įprastu ultragarso aparatu. 

„Nature“ žurnale publikuotame straipsnyje „Light: Science and Applications“ MIT komanda praneša, kad jau nuskenavo kelių savanorių dilbius, užfiksavo bendras audinių ypatybes, tokias kaip raumenys, riebalai ir kaulai, iki maždaug 6 cm po oda. Vaizdai sukurti naudojant nuotolinius lazerius, nukreiptus į savanorį iš pusės metro atstumo.

„Dar tik pradedame išnaudoti ultragarsinio lazerio galimybes. Įsivaizduokite, jeigu galėtume padaryti tai, ką daro ultragarso aparatas, bet per atstumą“, – sako Brian W. Anthony, MIT Mechanikos inžinerijos katedros ir Medicinos inžinerijos ir mokslo instituto (IMES) vyriausiasis mokslo darbuotojas, vienas iš straipsnio autorių. 

Pastaraisiais metais mokslininkai tyrė ultragarsinių bangų sužadinimo lazeriu metodus srityje, vadinamoje fotoakustika. Užuot tiesiogiai siuntę garso bangas per kūną, mokslininkai skleidžia šviesą, tam tikro bangos ilgio impulsinio lazerio pavidalu, kuri prasiskverbia pro odą ir yra sugeriama kraujagyslių.

Nors fotoakustika naudoja lazerius nuotoliniam vidinių audinių zondavimui, technika vis tiek reikalauja ultragarsinio detektoriaus, turinčio tiesioginį kontaktą su kūnu. Be to, šviesa gali patekti į odą labai negiliai. Dėl to kiti tyrėjai fotoakustiką naudoja negiliai po oda esančių kraujagyslių vaizdinimui.

Taigi MIT tyrėjai ieškojo būdų, kaip lazerio spindulio šviesą paversti garso bangomis odos paviršiuje, kurios į audinius prasiskverbia giliau, nei pats lazerio spindulys. Remdamiesi savo tyrimais, komanda pasirinko 1550 nanometrų lazerius, kurių bangos ilgį sugeria vanduo. Kadangi odą iš esmės sudaro vanduo, ji efektyviai sugeria tokią šviesą, reaguoja į ją, sukurdama ultragarsinius virpesius. Tačiau pati šviesa neprasiskverbia giliau į kūną.

Tyrėjai išbandė šią idėją naudodami impulsinį lazerį, generuojantį 1550 nanometrų garso bangas, ir antrą lazerį, sureguliuotą tam pačiam bangos ilgiui, kad būtų galima nuotoliniu būdu užfiksuoti atspindėtas garso bangas. Antrasis lazeris yra tarsi jautrus judesio detektorius, kuris matuoja odos virpesius, kuriuos sukelia garso bangos, atsispindinčios nuo raumenų, riebalų ir kitų audinių. Odos paviršiausvirpesiai, kuriuos sukuria atspindėtos garso bangos, sukelia lazerio dažnio pokyčius, kuriuos galima išmatuoti. 

Tyrėjai planuoja tobulinti naują techniką, sumažinti aparato dydį, kad vieną dieną jis galėtų tapti nešiojamu įrenginiu.