Камера, которая видит человека насквозь

Многие медицинские манипуляции, в частности эндоскопические исследования, представляют собой довольное неприятную и болезненную процедуру. При этом, продолжительность ее, как и общий результат, зависят как от профессионализма врача, так и от наличия необходимого оборудования. Шотландские ученые изобрели прибор, который способен существенно помочь в практике проведения некоторых медицинских исследований и операций. Они придумали камеру, которая видит человека насквозь.

В исследовании говорится, что, прежде всего, данный аппарат был разработан для применения в малоинвазивной хирургии (хирургия, в которой минимизируется область вмешательства в тело человека и используются точечные проколы или естественные физиологические отверстия; основные методы — лапароскопия и эндоскопия).

До настоящего времени при проведении подобных операций, в целях слежения за движением эндоскопического оборудования, использовались дорогостоящие и не всегда абсолютно безвредные методы сканирования, например, рентген. Новая камера способна точно определить местонахождение эндоскопа в теле человека без негативного воздействия и без непосредственного контакта с человеком.

Как работает новая камера

В современных эндоскопах для освещения труднодоступных зон в теле человека, а также для передачи изображения, используется оптическое волокно. Как известно, оно переносит свет посредством внутреннего отражения. Пучок света, который передает волокно, обычно не проходит сквозь тело человека. Большинство фотонов (мельчайшие частица света) рассеиваются или поглощаются внутренними органами человека. Большинство, но не все. В составе света в небольшом количестве присутствуют, так называемые, «нерассеянные» или «баллистические» фотоны. Они движутся преимущественно по прямой траектории (в отличие от обычных частиц) и практически не рассеиваются. «Фишка» новой камеры в ее сверхчувствительности, т.е. она способна улавливать самые мельчайшие частицы света, в том числе, нерассеянные фотоны.

В свою очередь это возможно благодаря использованию однофотонных детекторов, которые размещены на кремниевом чипе камеры. Кроме того, новый прибор способен вычислять и фиксировать время, которое потребовалось для того, чтобы свет прошел от эндоскопа через ткани человека. Все вместе это помогает установить точное местонахождение медицинского оборудования в момент проведения процедуры.

Испытания камеры

Основные испытания прибора проводилось на животных (легкие овец, тушка курицы). Ученые выяснили, что камера без труда регистрирует световой сигнал при толщине тканей около 20 см.

Дополнительное тестирование было проведено на добровольцах. Источник света от эндоскопа располагался за спиной человека, камера — перед человеком. Ученые исследовали время, необходимое прибору, чтобы определить местоположение света. На решение поставленной задачи камере потребовалось всего семнадцать секунд.

Камера, которая видит человека насквозь — это совместная разработка коллектива ученых Эдинбургского государственного университета (Эдинбург, Шотландия) и технического университета Хериота-Уатта (Эдинбург, Шотландия). Это исследование стало частью совместного междисциплинарного сотрудничества, направленного на развитие целого ряда прикладных медицинских технологий.

Участники этого проекта полагают, что новое открытие представляет собой огромную ценность для многих направлений практической медицины.

Доктор Кев Дхаливал, один из создателей новой камеры

У этого открытия колоссальный потенциал, причем в разных областях применения. Способ, представленный в нашем исследовании — это только один из них.

Как отмечает доктор Михаэль Таннер (Dr Michael Tanner) из университета Хериота-Уатта, самым ценным в работе для него стала возможность сотрудничать с практикующими врачами. «Только так можно понять насущные проблемы практической медицины и использовать существующие в физике технологии для их решения», — рассказывает Михаэль Таннер.

Технологии не стоят на месте и, к счастью, большая часть открытий сегодня приходится на область практической медицины. Так, ранее мы уже писали на coolidea.ru о вечных батарейках для кардиостимулятора, о шприцах, останавливающих кровотечение, а также о технологии, позволяющей назначать лекарства на основании анализа ДНК.