این ساعت جریان خون شما را نشان می‌دهد

سیستم‌های تصویربرداری فوتوآکوستیک تصویری با وضوح بالا از بدن ارائه می‌دهند، اما حجیم هستند. اخیرا محققان نسخه کوچکی از این سیستم‌ ساخته‌اند که با سخت‌افزاری که در یک کوله پشتی هم وزن یک نوزاد متوسط پنج ماهه است، در یک ساعت قرار می‌گیرد.

به گزارش تکناک، این دستگاه یک روش غیرتهاجمی برای اندازه‌گیری میزان عملکرد قلب است.

به زبان ساده تصویربرداری فوتوآکوستیک به شرح زیر عمل می‌کند:

اول، یک جسم نور را جذب می‌کند که در این مورد پالس‌های لیزر هستند. انرژی نوری جذب شده به گرما تبدیل شده و باعث افزایش دما می‌شود. سپس، انبساط ترموالاستیک منجر به انتشار امواج صوتی قابل تشخیص می‌شود. تفاوت بین اولتراسوند و تصویربرداری فوتوآکوستیک در این است که اولتراسوند آناتومی را مشخص می‌کند، در حالی که تصویربرداری فوتوآکوستیک تصاویر عملکردی و ساختاری با وضوح بالاتر را امکان پذیر می‌کند.

از آنجایی که تصویربرداری فوتوآکوستیک می‌تواند تا عمق 2-3 سانتی‌متری به بافت‌ها نفوذ کند، برای اسکن عروق خونی و تخمین سطوح اکسیژن خون (اشباع اکسیژن)، و همچنین تشخیص بیماری‌های پوستی و سرطان استفاده می‌شود. به‌تازگی محققان دانشگاه علوم و فناوری جنوبی (SUSTech) در چین، یک دستگاه فوتوآکوستیک ساخته‌اند که به اندازه‌ای کوچک است که در یک ساعت قرار می‌گیرد.

لی شی، نویسنده مسئول این مطالعه گفت:

اگرچه تصویربرداری فوتوآکوستیک به تغییرات همودینامیک بسیار حساس است، اما مشکلات در کوچک‌سازی و بهینه‌سازی رابط تصویربرداری، توسعه دستگاه‌های فتوآکوستیک پوشیدنی را محدود کرده است. تا جایی که ما می‌دانیم، این اولین دستگاه پوشیدنی فوتوآکوستیک است که برای کاربردهای درمانی مناسب است.

همودینامیک به معنای دینامیک جریان خون است. ثبت پارامترهای همودینامیک مانند ضربان قلب، فشار خون و اشباع اکسیژن معیاری از عملکرد قلب را فراهم می‌کند.

دستگاهی که محققین اخیرا توسعه داده‌اند شامل یک ساعت با رابط تصویربرداری، یک کامپیوتر دستی و یک کوله‌پشتی است که لیزر و منبع تغذیه را در خود جای داده است (وزن کوله پشتی 7 کیلوگرم / 15 پوند).

این دستگاه به گونه‌ای طراحی شده است که به کاربر اجازه می‌دهد آزادانه در اطراف حرکت کند. فوکوس لیزری قابل تطبیق دستگاه برای این است که می‌تواند ساختارهای چند لایه مانند پوست را تصویربرداری کند و وضوح 8.7 میکرومتر آن برای تصویربرداری از اکثر رگ‌های خونی ریز در پوست در یک میدان دید حداکثر با قطر حدود 3 میلی‌متر کافی است.

داوطلبان، دستگاه فوتوآکوستیک را برای آزمایش آن در شرایط مختلف مانند هنگام راه رفتن یا زمانی که کاف موقتاً جریان خون به بازو را مسدود می‌کند، استفاده کردند. آزمایش‌ها نشان داد که این سیستم به اندازه کافی قابل استفاده، فشرده و پایدار است تا امکان حرکت آزاد را فراهم کند.

شی گفت: سیستم‌های تصویربرداری پوشیدنی مینیاتوری مانند آنچه که ما توسعه داده‌ایم، می‌توانند توسط مراکز بهداشتی-اجتماعی برای تشخیص اولیه بیماری یا نظارت طولانی‌مدت پارامترهای مربوط به گردش خون در بیمارستان مورد استفاده قرار گیرند و بینش‌های ارزشمندی را برای اطلاع از درمان بیماری‌های مختلف ارائه دهند. با توسعه بیشتر، این نوع سیستم می‌تواند برای تشخیص زودهنگام بیماری‌های پوستی مانند پسوریازیس و ملانوما یا تجزیه و تحلیل سوختگی نیز مفید باشد.

محققان در حال کار بر روی ایجاد سیستمی با منبع لیزری حتی کوچکتر و نرخ تکرار پالس بالاتر هستند که در عین بهبود ایمنی و وضوح، سیستم را فشرده‌تر و سبک‌تر می‌کند.

شی می‌گوید: با توجه به توسعه سریع فناوری مدرن لیزر دیود و فناوری اطلاعات الکترونیکی، ساخت ساعت فوتوآکوستیک پیشرفته‌تر و هوشمندتر که نیازی به کوله پشتی ندارد، باید کاملاً امکان‌پذیر باشد.

همچنین آنها به دنبال بهبود دستگاه خود هستند تا بتواند فعالیت‌های بدنی شدیدتری مانند دویدن و پریدن را تحمل کند و از ترکیب پارامترهای همودینامیک بیشتر از جمله ارزیابی کیفی تعداد و حجم رگ‌های خونی که برای تشخیص زودهنگام سرطان و بیماری‌های قلبی عروقی استفاده می‌شوند، پشتیبانی ‌کند.