211service.com
Jauns endoskops redz, kas slēpjas zem tā
Endoskops, kas aprīkots ar infrasarkano lāzeru un niecīgu spoguli, kādu dienu varētu palīdzēt ārstiem diagnosticēt agrīnas vēža un citu slimību pazīmes un palīdzēt ķirurģijā. Floridas universitātes pētnieks ir izstrādājis ierīces prototipu, kas uzņem attēlus līdz diviem milimetriem zem audu virsmas, nodrošinot augstas izšķirtspējas trīsdimensiju attēlus ar video ātruma ātrumu.
Apakšzemes tvērums: Jauns endoskopa prototips uzņem attēlus zem orgānu un audu virsmas. Tālrunis darbojas, izmantojot nelielu spoguli, kura izmērs ir viens ar vienu milimetru (augšpusē), kas pagriežas, atstarojot lāzera staru, veidojot mikroskopiskus trīsdimensiju attēlus. Pašreizējais prototips ir šaurāks par dimensijas platumu (zemāk).
Tipiskā endoskopijā ārsti pacienta elpceļos vai kuņģa-zarnu traktā izvada garu, plānu, ar kameru aprīkotu šķiedru, lai meklētu novirzes. Attēli, kas tiek parādīti monitorā reāllaikā, var atklāt infekcijas pazīmes, iekšēju asiņošanu, čūlas un audzējus uz audu virsmām. Bet mūsdienu endoskopi parāda tikai virspusēju attēlu — tie neatklāj, kas notiek zem virsmas, piemēram, agrīna audzēja attīstība.
Astoņdesmit pieci procenti vēža gadījumu rodas no epitēlija, kas ir aptuveni divus milimetrus dziļš, saka Huikai Sji , elektrotehnikas un datortehnikas asociētais profesors un direktors Biofotonikas un mikrosistēmu laboratorija . Viņš saka, ka papildus potenciālam atklāt agrīnas vēža pazīmes, joma var izrādīties noderīga kā ķirurģisks instruments, palīdzot ķirurgiem noteikt, cik dziļi audzējs ir iestrādāts audos. Ja jums ir nepieciešams noņemt audzēju, ķirurgiem ir grūti noteikt, kad apstāties. Izmantojot reāllaika augstas izšķirtspējas rīku, viņi būs pārliecināti.
Džons Saltzmans, gastroenterologs un Brigamas un sieviešu slimnīcas endoskopijas direktors, saka, ka šāda metode palīdzētu identificēt agrīnas vēža pazīmes, īpaši barības vadā. Stāvoklī, ko sauc par Bareta barības vadu, piemēram, šūnās, kas pārklāj barības vadu, notiek izmaiņas, kas palielina vēža risku, saka Soltzmans, kurš nav iesaistīts pētījumā. Šī tehnoloģija mums būtu priekšrocība, lai atklātu šādas novirzes.
Nelielas kameras galā Xie endoskops ir aprīkots ar infrasarkano staru skeneri un nelielu spoguli, kas skenē audus slāni pa slānim, lai nodrošinātu trīsdimensiju attēlu ar mikroskopisku izšķirtspēju. Metode ir balstīta uz metodi, ko sauc par optisko koherences tomogrāfiju (OCT) — kā lāzera stari caur AZT tēmekļa roku, tas skar audus un atstaro daļu gaismas atpakaļ, bet pārējais izkliedējas. Dažādi audi, piemēram, vēzis un normāli audi, gaismu atstaro atšķirīgi. Interferometrs mēra atstaroto gaismu un atņem izkliedēto gaismu. Mainot rokas garumu, tiek mainīts dziļums, kurā gaisma tieši atstarojas atpakaļ, radot dažādu slāņu attēlus, kas kopā veido trīsdimensiju attēlu. Metode ir līdzīga ultraskaņas tehnoloģijai, un to bieži sauc par optisko ultraskaņu.
Mūsdienās OCT izmanto optometrijā, lai attēlotu tīkleni, lai noteiktu glaukomas un makulas deģenerācijas pazīmes. Šī tehnoloģija, ko izmanto skenēšanai ārpus ķermeņa, ietver apjomīgu aprīkojumu, kam nepieciešams daudz jaudas. Tikai nesen pētnieki ir pētījuši tehnoloģiju samazināšanu līdz mikromērogam, ko var ievietot cilvēka ķermenī. Izaicinājums ir bijis padarīt tehnoloģiju pietiekami mazu, lai tā ietilptu cilvēka elpceļos, vienlaikus izmantojot ļoti mazus sprieguma daudzumus, lai skenētu infrasarkano gaismu.
Xie prototipā tiek izmantota uz MEMS (mikroelektromehāniskā sistēma) balstīta pieeja, kuras centrā ir mazs, pa vienam milimetra spogulis. Xie un viņa studenti izstrādāja spoguli ar maziem izpildmehānismiem vai mehāniskiem balstiem, kas pagriež spoguli. Tā kā infrasarkanā gaisma izstaro pa endoskopu, spogulis virza gaismu uz priekšu un atpakaļ, apgaismojot audu šķēli. Atstarotā gaisma atlec atpakaļ pa endoskopu un tiek analizēta un attēlota ekrānā reāllaikā.
Spogulis var pagriezties par 200 pagriezieniem sekundē 100 grādu leņķī, ļaujot tvērumam veikt ātru, reāllaika attēlu. Xie pārbaudīja darbības jomu žurkām, uzņemot žurku un peļu mēles 3-D attēlus.
Prototips joprojām ir pārāk liels, lai to izmantotu cilvēkiem, un tā kopējais diametrs ir 5 milimetri, lai tas atbilstu visām tā daļām. Tomēr Xie plāno vēl vairāk miniaturizēt dizainu un nākamajā gadā izmēģinās modeli ar lielākiem dzīvniekiem, piemēram, cūkām un kazām. Viņš nesen nodibināja uzņēmumu, WiOptix , un meklē finansējumu no Nacionālajiem veselības institūtiem, lai palīdzētu komercializēt tehnoloģiju.
Ēriks Seibels , mašīnbūves zinātniskais asociētais profesors un direktors Cilvēka fotonikas laboratorija Vašingtonas Universitātē saka, ka klīnicistiem būs jāapmāca interpretēt AZT attēlus, kas vairāk izskatās pēc ultraskaņas attēliem, nevis vizuāliem attēliem, kas iegūti no videokamerām. Viņš piebilst, ka izmērs noteiks, vai uz AZT balstīti endoskopi darbojas. [Šis dizains] ir nedaudz efektīvāks telpā, taču tas joprojām ir vairāk nekā piecus milimetrus liels, saka Seibels. Tas vēl nav līdz galam, bet tas ir solis pareizajā virzienā.