내시경의 끝? 새로운 기술은 의료 영상의 미래가 될 수 있습니다

획기적인 연구는 초음파를 사용하여 비 침습적 방식으로 심층 이미지를 제공하는 혁신적인 이미징 기술을 보여줍니다.

초음파 영상의 획기적인 발전은 곧 내시경의 사용을 없앨 수 있습니다.

내시경은 현재 의료 영상을위한 가장 일반적인 방법 중 하나입니다.그 용도에는 폐, 결장, 인후 및 위장관에 영향을 미치는 상태 진단이 포함됩니다.

내시경 검사 중에 의료 전문가는 내시경 (강한 빛이있는 길고 얇은 튜브와 끝에 작은 카메라)을 입이나 외과 의사가 만드는 작은 절개 부와 같은 작은 구멍에 삽입합니다.

내시경은 최소한이지만 침습적 절차입니다. 불편 함을 유발할 수 있으며 위험이 없습니다. 내시경 검사의 잠재적 인 부작용으로는 과잉 진정, 경련, 지속적인 통증, 심지어 조직 천공 및 경미한 내부 출혈이 있습니다.

이제 혁신적인 발견은 내시경을 완전히 끝낼 수 있습니다. 펜실베이니아 주 피츠버그에있는 카네기 멜론 대학교의 전기 및 컴퓨터 공학 조교수 인 Maysam Chamanzar와 같은 부서의 박사 연구원 인 Matteo Giuseppe Scopelliti는 내시경을 대체 할 비 침습적 초음파 영상 기술을 고안했습니다.

연구자들은 저널에 그들의 새로운 기술을 자세히 설명합니다. 빛 : 과학 및 응용.

실제 렌즈를 가상 렌즈로 교체

Chamanzar와 Scopelliti는 그들의 논문에서 생물학적 조직이 탁한 (또는 조밀하고 불투명 한) 매체이기 때문에 광학적 방법의 가능성을 제한한다고 설명합니다.

특히, 조직은 큰 입자와 막으로 만들어져 있으며, "특히 가시 광선 및 근적외선 스펙트럼 범위"에서 광학 이미지의 깊이와 해상도를 제한합니다.

그러나 새로운 기술은 초음파를 사용하여 물리적 인 렌즈를 삽입하는 대신 신체에 "가상 렌즈"를 고안합니다. 그런 다음 운영자는 "매체 내부의 초음파 압력 파를 변경"하여 렌즈를 조정하고 저자를 작성하고 비 침습적 수단을 사용하여 이전에는 접근 할 수 없었던 심층 이미지를 촬영할 수 있습니다.

초음파는 통과하는 매체를 압축하거나 희박화할 수 있습니다. 빛은 압축 매체를 통해 더 느리게 이동하고 희박 매체에서는 더 빠르게 이동합니다.

저자는이 압축 / 희석 효과를 사용하여 가상 렌즈를 만들 수 있었다고 설명합니다.

“초음파가 매체를 통해 전파됨에 따라 밀도와 국소 굴절률이 조절됩니다. 매체는 고압 영역에서 압축되어 밀도가 높아지는 반면 국부 밀도가 감소하는 음압 영역에서는 거의 발생하지 않습니다.”

“결과적으로 압력 정재파는 국소 굴절률 대비를 만듭니다.”라고 그들은 말합니다.

또한 외부에서 초음파를 조정하거나 재구성하면 렌즈가 매체 내부로 이동하여 다른 영역으로 이동하고 다른 깊이에서 이미지를 촬영할 수 있습니다.

“예를 들어 생물학적 조직이 될 수있는 주어진 대상 매체 내에서 가상 광학 릴레이 렌즈를 조각하기 위해 초음파를 사용했습니다.”라고 Chamanzar는 말합니다. 따라서 조직은 더 깊은 구조의 이미지를 캡처하고 전달하는 데 도움이되는 렌즈로 바뀝니다.”

연구원은이 기술이 어떻게 작동하는지, 왜 이것이 신체 내부를 시각화하는 점진적인 단계인지 설명합니다.

Chamanzar는“우리 작업이 기존의 음향 광학 방법과 구별되는 점은 생물학적 조직이 될 수있는 표적 매체 자체를 사용하여 빛이 매체를 통해 전파 될 때 영향을 미친다는 것입니다. "이 현장 상호 작용은 빛의 궤적을 방해하는 [장애물]을 상쇄 할 수있는 기회를 제공합니다."