एमआईटी ने गैर-संपर्क के लिए लेजर-आधारित प्रणाली बनाई

हाल ही में, एमआईटी की लिंकन प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं और मैसाचुसेट्स जनरल हॉस्पिटल (एमजीएच) सेंटर फॉर अल्ट्रासाउंड रिसर्च एंड ट्रांसलेशन (सीयूआरटी) के सहयोगियों ने एक नए प्रकार का मेडिकल इमेजिंग डिवाइस विकसित किया है: गैर-संपर्क लेजर अल्ट्रासाउंड (एनसीएलयूएस)।
कहा जाता है कि यह लेजर-आधारित अल्ट्रासाउंड प्रणाली अंगों, वसा, मांसपेशियों, टेंडन और रक्त वाहिकाओं जैसी आंतरिक शारीरिक विशेषताओं की छवियां प्रदान करती है। प्रणाली हड्डियों की ताकत को भी माप सकती है और संभावित रूप से बीमारी के विभिन्न चरणों को ट्रैक कर सकती है।

लिंकन लेबोरेटरी के एक्टिव ऑप्टिकल सिस्टम्स ग्रुप के एक वरिष्ठ स्टाफ सदस्य, प्रमुख अन्वेषक रॉबर्ट हाउप्ट बताते हैं, "हमारी पेटेंट त्वचा-सुरक्षित लेजर प्रणाली अवधारणा को पारंपरिक संपर्क जांच की सीमाओं को पार करके मेडिकल अल्ट्रासाउंड को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है।"
रॉबर्ट हाउप्ट और वरिष्ठ स्टाफ सदस्य चार्ल्स व्यान प्रौद्योगिकी के सह-आविष्कारक हैं, और डिप्टी ग्रुप लीडर मैथ्यू स्टोव, एनसीएलयूएस कार्यक्रम के तकनीकी नेतृत्व और निरीक्षण के लिए जिम्मेदार हैं। राजन गुर्जर सिस्टम इंटीग्रेटर लीडर हैं, और जेमी शॉ, बर्ट ग्रीन, ब्रायन बोइटनॉट (अब स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में), और जेक जैकबसेन ने ऑप्टिकल और मैकेनिकल इंजीनियरिंग और सिस्टम निर्माण पर सहयोग किया है।
जबकि अत्याधुनिक मेडिकल अल्ट्रासाउंड सिस्टम कुछ मिलीमीटर के भीतर ऊतक विशेषताओं को अलग कर सकते हैं, इस तकनीक की कुछ सीमाएँ हैं। दूसरी ओर, गैर-संपर्क लेजर अल्ट्रासाउंड (एनसीएलयूएस), अल्ट्रासाउंड छवि अधिग्रहण प्रक्रिया को पूरी तरह से स्वचालित करके सोनोग्राफरों की आवश्यकता को कम कर सकता है और ऑपरेटर परिवर्तनशीलता को कम कर सकता है। लेजर पोजीशनिंग को सटीक रूप से पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है, इस प्रकार बार-बार माप की परिवर्तनशीलता को समाप्त किया जा सकता है। चूँकि माप गैर-संपर्क है, इसलिए इसके साथ कोई स्थानीयकृत ऊतक संघनन या छवि सुविधा विरूपण नहीं जुड़ा है। इसके अलावा, एमआरआई और सीटी के समान, गैर-संपर्क लेजर अल्ट्रासाउंड (एनसीएलयूएस) समय के साथ दोहराए गए स्कैन को पुन: पेश करने और तुलना करने के लिए संदर्भ फ़ंक्शन का एक निश्चित फ्रेम प्रदान करने के लिए त्वचा मार्करों का उपयोग करता है। इस ट्रैकिंग फ़ंक्शन का समर्थन करने के लिए, लैब टीम ने अल्ट्रासाउंड छवियों को संसाधित करने और छवियों के बीच किसी भी बदलाव का पता लगाने के लिए सॉफ्टवेयर विकसित किया।
गैर-संपर्क लेजर अल्ट्रासाउंड (एनसीएलयूएस) के लिए न तो मैन्युअल दबाव की आवश्यकता होती है और न ही कपलिंग जेल (जो संपर्क जांच के लिए आवश्यक है) की आवश्यकता होती है, इसलिए यह उन रोगियों के लिए भी उपयुक्त है जिनके शरीर के अंग दर्दनाक या संवेदनशील हैं, नाजुक स्थिति में हैं, या जोखिम में हैं। संक्रमण का. यह तकनीक जले या आघात के रोगियों, सर्जरी के दौरान गहरे ऊतकों में सीधे खुलने वाले रोगियों, गहन देखभाल की आवश्यकता वाले समय से पहले शिशुओं, गर्दन और रीढ़ की हड्डी की चोटों वाले रोगियों और दूरस्थ संक्रामक रोगों वाले रोगियों की इमेजिंग की अनुमति देती है।
स्पंदित लेजर का उपयोग करके, प्रकाश ऊर्जा को हवा के माध्यम से त्वचा की सतह पर प्रसारित किया जाता है, जहां त्वचा में प्रवेश करते ही प्रकाश तेजी से अवशोषित हो जाता है। प्रकाश नाड़ी तात्कालिक स्थानीय ताप का कारण बनती है और थर्मोइलास्टिक प्रक्रिया के माध्यम से त्वचा को तेजी से विकृत करती है, जो बदले में अल्ट्रासाउंड तरंगें उत्पन्न करती है जो अल्ट्रासाउंड स्रोत के रूप में कार्य करती हैं।
प्रकाश नाड़ी त्वचा पर कोई दर्द पैदा किए बिना वास्तविक चिकित्सा अल्ट्रासाउंड के बराबर आवृत्ति पर पर्याप्त अल्ट्रासाउंड शक्ति उत्पन्न करती है। अनुसंधान टीम ने ऑप्टिकल वाहक तरंग दैर्ध्य की पसंद का पेटेंट कराया, और फोटोकॉस्टिक प्रक्रिया को त्वचा के रंग या ऊतक खुरदरेपन से स्वतंत्र, अल्ट्रासाउंड का एक सुसंगत स्रोत उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ऊतक के भीतर से लौटने वाली अल्ट्रासाउंड गूँज त्वचा की सतह पर स्थानीयकृत कंपन के रूप में दिखाई देती है, जिसे अत्यधिक संवेदनशील, समर्पित लेजर डॉपलर वाइब्रोमीटर द्वारा मापा जाता है।