内窥镜结束?新技术可能是医学成像的未来

 tianxiadiyi   2019-08-12 12:13   15 人阅读  0 条评论
突破性研究展示了一种创新的成像技术,该技术使用超声波以无创方式提供深度图像。超声成像的突破可以很快消除内窥镜检查的使用。内窥镜检查是目前最常用的医学成像方法之一。它的用途包括诊断影响肺部,结肠,喉咙和胃肠道的状况。在内窥镜检查期间,医疗专业人员将内窥镜 - 一个长而细的管,强光和最后一个小相机 - 插入小开口,如口腔或外科医生做的小切口。内窥镜检查是一种侵入性手术,虽然程度极低。他们可能会产生不适,并非没有风险。内窥镜检查的潜在副作用包括过度紧张,痉挛,持续性疼痛,甚至组织穿孔和轻微内部出血。现在,一项创新发现可能完全结束内窥镜检查。宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学电气和计算机工程助理教授Maysam Chamanzar和同一部门的博士研究员Matteo Giuseppe Scopelliti设计了一种无创超声成像技术,有望取代内窥镜。研究人员详细介绍他们在“光:科学与应用”杂志上的新技术。用虚拟的替换物理镜头Chamanzar和Scopelliti在他们的论文中解释说,生物组织是一种混浊(或密集和不透明)的介质,限制了光学方法的可能性。具体而言,组织由大颗粒和膜制成,并限制了光学图像的深度和分辨率,“尤其是在光谱的可见光和近红外范围内。”然而,新技术使用超声波在体内设计“虚拟镜头”而不是插入物理镜头。然后,操作员可以通过“改变介质内的超声波压力波来调整镜头”,作者写道,因此使用非侵入性手段拍摄以前从未访问过的深度图像。便携式呼吸监测仪可快速检测危及生命的肺部疾病便携式呼吸分析仪可准确,快速地检测急性呼吸窘迫综合征。现在,超声波可以压缩或稀释它们穿透的介质。光通过压缩介质传播得更慢,在稀薄介质中传播速度更快。作者解释说,他们能够通过使用这种压缩/稀疏效应来创建虚拟镜头:“当超声波通过介质传播时,它们调制其密度和因此它的局部折射率;介质在高压区域被压缩,导致更高的密度,而在局部密度减小的负压区域则稀薄。“”结果,“他们写了”,压力驻波产生局部折射率对比度。“此外,从外部调整或重新配置超声波可以使镜头在介质内部移动,允许它移动到不同的区域并拍摄不同深度的图像。”我们使用超声波在给定的目标介质中雕刻虚拟光学中继透镜,例如,可以是生物组织,“Chamanzar说。 “因此,组织变成了一个镜头,可以帮助我们捕捉和传递更深层结构的图像。”研究人员进一步解释了该技术是如何工作的,以及为什么它是在体内可视化的渐进步骤。“我们的工作与传统的声光方法的区别在于我们正在使用目标介质本身,它可以是生物组织,以影响当它通过媒介传播时,“Chamanzar继续说道。 “这种原位相互作用为抵消扰乱光线轨迹的[障碍]提供了机会。” “革新医学成像技术”新技术的一些应用包括脑成像,诊断皮肤状况和识别各种器官中的肿瘤。该方法可能涉及手持设备或皮肤贴片,取决于需要监测的区域。通过简单地将其应用于皮肤表面,医疗保健专业人员可以获得内部器官的图像,而没有潜在的副作用和内窥镜检查的不愉快。能够在不需要插入物理光学元件的情况下从大脑等器官传递图像,将为在体内植入侵入性内窥镜提供重要的替代方案。“ Maysam Chamanzar“这种方法可以彻底改变生物医学成像领域,”他补充说,“浊度介质一直被认为是光学成像的障碍,”共同作者Scopelliti补充道。 “但我们已经证明,这种媒体可以转化为盟友,以帮助光线达到预期的目标。”“当我们用适当的模式激活超声波时,混浊的媒体会立即变得透明。考虑到它的潜在影响是令人兴奋的。从生物医学应用到计算机视觉的广泛领域的方法。“。由本站编辑报道
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