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el sistema Todo-óptico del ultrasonido lleva a cabo potencial de revolucionar intervenciones imagen-conducidas

Mientras que el ultrasonido es una de las herramientas mas comunes de la proyección de imagen médica, los dispositivos electrónicos convencionales del ultrasonido tienden a ser abultados y no se pueden utilizar al mismo tiempo que algunas otras tecnologías de la imagen. Un nuevo sistema del ultrasonido que utiliza óptico, en vez de componentes electrónicos, podría perfeccionar funcionamiento mientras que da cuida significantly more adaptabilidad en cómo él utiliza ultrasonido para diagnosticar y para tratar problemas médicos.

En gorrón óptico (OSA) de la sociedad las ópticas biomédicas expresan, los investigadores demuestran por primera vez el uso de un toner todo-óptico del ultrasonido para el vídeo-régimen, 2.a proyección de imagen del tiempo real de tejido biológico. El logro es un paso importante hacia la fabricación de ultrasonido todo-óptico práctico para el uso clínico rutinario.

Porque requieren ningunos componentes electrónicos en la proyección de imagen sondan, los sistemas todo-ópticos del ultrasonido se podrían utilizar con seguridad al mismo tiempo que los analizadores de resonancia magnética (MRI) de la proyección de imagen. Esto daría a doctores un retrato más completo de los tejidos alrededor de un campo de interés, tal como un tumor o un vaso sanguíneo.

“las antenas Todo-ópticas de la proyección de imagen del ultrasonido tienen el potencial de revolucionar intervenciones imagen-conducidas,” dijo a Erwin J. Alles, Universidad Londres, Reino Unido. “Una falta de electrónica y de la compatibilidad resultante de MRI permitirá la dirección verdadera de la imagen del multimodality, con las antenas que son potencialmente apenas una parte del costo de contrapartes electrónicas convencionales.”

Los espejos de la exploración de Lightbeam incorporados al dispositivo aumentan calidad de la imagen y permiten detectar imágenes en diversas maneras. En una fijación clínica, esto permitiría que los doctores conectaran rápidamente entre las maneras en un único instrumento para adaptarse a la tarea a mano. Detectar diversos tipos de imágenes usando sistemas convencionales del ultrasonido requiere típicamente antenas especializadas separadas.

“La adaptabilidad ofrecida por los espejos de la exploración permitirá la transferencia inconsútil entre 2.a y la proyección de imagen 3D, así como un equilibrio dinámicamente ajustable entre la resolución de imagen y la profundidad de penetración, sin la necesidad de intercambiar la antena de la proyección de imagen,” dijo a Alles. “Especialmente en una fijación interventional como mínimo invasor, el intercambio de antenas de la proyección de imagen es altamente disruptivo, prolonga tiempos del procedimiento e introduce riesgos al paciente.”

Eliminación de electrónica

Matrices convencionales del uso de los toner del ultrasonido de transductores electrónicos para transmitir ondas del sonido de alta frecuencia en tejido y para recibir las reflexiones. Una computador entonces construye las imágenes del tejido.

Por el contrario, los toner todo-ópticos del ultrasonido utilizan la luz a transmiten y reciben ondas del ultrasonido. La luz laser pulsada se utiliza para generar ondas del ultrasonido, y la exploración refleja el mando donde las ondas se transmiten en el tejido. Un sensor de la fibra óptica recibe las ondas reflejadas.

Los componentes electrónicos de los dispositivos convencionales del ultrasonido los hacen difíciles miniaturizar para el uso interno, de los dispositivos tan la mayoría existentes del ultrasonido son grandes, las antenas del PDA que se ponen contra la piel. Mientras que algunas antenas invasores de alta resolución del ultrasonido se han desarrollado como mínimo, son demasiado costosas para el uso clínico rutinario. Los componentes ópticos se miniaturizan fácilmente y las antenas todo-ópticas minúsculas del ultrasonido serían probablemente importante menos costosas fabricar que condensar los sistemas electrónicos del ultrasonido, los investigadores dicen.

Aceleración del tratamiento de la imagen

Para generar imágenes, un sistema todo-óptico del ultrasonido debe detectar datos de situaciones ópticas múltiples de la fuente, las combina juntas y después crea una visualización que reconstruya el área que es reflejada.

Los investigadores han demostrado previamente usando ultrasonido todo-óptico para generar 2.as y las imágenes de alta calidad 3D, pero detectar las imágenes tardó las horas, haciendo estos dispositivos se reduce también para ser utilizada en una fijación clínica. La nueva demostración es la primera a detectar e imágenes de despliegue con ultrasonido todo-óptico a los regímenes video.

“Con la combinación de un nuevo paradigma de la proyección de imagen, de un nuevo ultrasonido óptico que generaba los materiales, de geometrías optimizadas de la fuente del ultrasonido y de un detector fibroóptico altamente sensible del ultrasonido, logramos las velocidades de fotogramas de la imagen que eran hasta tres órdenes de magnitud más rápidamente que el estado plus ultra actual,” dijimos a Alles.

Un multitool médico

Los sistemas ópticos del ultrasonido son intrínsecamente más versátiles que sus contrapartes electrónicas porque pueden producir el sonido en una anchura de banda mucho más grande. Alles y colegas demostrados cómo la fuente de luz se puede manipular para generar cualquier ultrasonido de baja fricción, que da lugar a la mayor penetración en el tejido, o ultrasonido de alta frecuencia, que ofrece imágenes más de alta resolución en una profundidad más baja.

Las personas probaron su sistema de prototipo por proyección de imagen un zebrafish difunto, así como una arteria del lingote que manipularon para emular a la dinámica de la sangre de pulsación. La demostración mostró las capacidades de la proyección de imagen comparables a un sistema de alta frecuencia electrónico del ultrasonido, con una velocidad de fotogramas continua de 15 Hertz, un rango dinámico de 30 decibelios, de una profundidad de penetración de 6 milímetros y de una resolución de 75 por 100 micrómetros.

Para adaptar la tecnología para el uso clínico, los investigadores están trabajando para desarrollar una antena larga, flexible de la proyección de imagen para la operación a pulso, así como versiones miniaturizadas para los usos endoscópicos.