سیستم‌های تصویربرداری فوتوآکوستیک، تصویری با وضوح بالا را از بدن اراعه خواهند داد، اما حجیم می باشند. اکنون پژوهشگران نسخه کوچکی از آن را ساخته‌اند که در یک ساعت و یقیناً در یک کوله‌پشتی با وزن یک نوزاد پنج ماهه گنجانده شده است.

به نقل از آی‌ای، این دستگاه یک روش غیرتهاجمی برای سنجش کارکرد قلب است.

به عبارت ساده، تصویربرداری فوتوآکوستیک اینگونه عمل می‌کند که اول، یک جسم نور، در این مورد پالس‌های لیزر را جذب می‌کند. انرژی نوری جذب شده به گرما تبدیل می‌شود و جهت افزایش دما می‌شود. سپس انبساط ترموالاستیک تبدیل انتشار کردن امواج صوتی قابل تشخیص می‌شود. تفاوت بین اولتراسوند(امواج فراصوت) و تصویربرداری فوتوآکوستیک در این است که اولی آناتومی را اشکار می‌کند، در حالی که دومی تصاویر عملکردی و ساختاری با وضوح بالاتر را مقدور می‌کند.

از آنجایی که تصویربرداری فوتوآکوستیک می‌تواند تا عمق ۲ تا ۳ سانتی‌متری به بافت‌ها نفوذ کند، برای اسکن عروق خونی و تخمین سطوح اکسیژن خون (اشباع اکسیژن) و این چنین تشخیص بیماری‌های پوستی و سرطان منفعت گیری می‌شود.

اکنون پژوهشگران دانشگاه علوم و فناوری جنوبی(SUSTech) در چین، یک دستگاه فوتوآکوستیک ساخته‌اند که به قدر کافی کوچک است که در یک ساعت قرار گیرد.

لی شی، نویسنده مسئول این مطالعه که سیستم تازه خود را تشریح می‌کند، او گفت: اگرچه تصویربرداری فوتوآکوستیک به تغییرات همودینامیک زیاد حساس است، اما مشکلات در کوچک‌سازی و بهینه‌سازی رابط تصویربرداری، گسترش دستگاه‌های فوتوآکوستیک پوشیدنی را محدود کرده است. تا جایی که ما می‌دانیم، این اولین دستگاه پوشیدنی فوتوآکوستیک است که برای کاربردهای مراقبت‌های بهداشتی مناسب است.

منظور از همودینامیک، پویایی جریان خون است. ثبت پارامترهای همودینامیک همانند ضربان قلب، سختی خون و اشباع اکسیژن معیاری از کارکرد قلب را فراهم می‌کند.

دستگاه پژوهشگران شامل یک ساعت با رابط تصویربرداری، یک رایانه دستی و یک کوله‌پشتی است که لیزر و منبع تغذیه را در خود جای داده است. وزن این کوله‌پشتی ۷ کیلوگرم است و به طوری طراحی شده است که به کاربر اجازه می‌دهد بتواند آزادانه حرکت کند.

فوکوس لیزری قابل تطبیق این دستگاه به این معنی است که می‌تواند از ساختارهای چند لایه همانند پوست تصویربرداری کند و وضوح ۸.۷ میکرومتری آن برای تصویربرداری از اکثر رگ‌های خونی ریز در پوست در یک میدان دید حداکثر با قطر نزدیک به ۳ میلی‌متر کافی است.

داوطلبان این دستگاه فوتوآکوستیک را برای آزمایش در شرایط گوناگون، همانند زمان راه رفتن یا وقتی که یک کاف به طور موقت جریان خون به بازو را مسدود می‌کند، منفعت گیری کردند. آزمایش‌ها نشان داد که این سیستم به قدر کافی قابل منفعت گیری، فشرده و پایدار است تا امکان حرکت آزاد را فراهم کند.

شی می‌گوید: سیستم‌های تصویربرداری پوشیدنی مینیاتوری همانند آنچه که ما گسترش داده‌ایم، می‌توانند به طور بالقوه توسط مراکز بهداشتی اجتماعی برای تشخیص اولیه بیماری یا برای نظارت طویل‌زمان پارامترهای مربوط به گردش خون در بیمارستان مورد منفعت گیری قرار گیرند و بینش‌های ارزشمندی را برای خبر از درمان بیماری‌های گوناگون اراعه دهند.

او گفت: این نوع سیستم با گسترش زیاد تر این چنین می‌تواند برای تشخیص زودهنگام بیماری‌های پوستی همانند پسوریازیس و ملانوما یا برای تجزیه و تحلیل سوختگی سودمند باشد.

پژوهشگران در حال کار روی تشکیل سیستمی با منبع لیزری حتی کوچکتر و نرخ تکرار پالس بالاتر می باشند که در عین بهبود ایمنی و وضوح، سیستم را فشرده‌تر و سبک‌تر می‌کند. در نهایت، مقصد آنها کنار گذاشتن کوله‌پشتی است.

شی می‌گوید: با دقت به گسترش سریع فناوری مدرن لیزر دیودی و فناوری اطلاعات الکترونیکی، ساخت ساعت فوتوآکوستیک گسترش یافتهتر و هوشمندتر که نیازی به کوله‌پشتی نداشته باشد، کاملاً مقدور خواهد می بود.

آنها این چنین به جستوجو بهبود دستگاه خود می باشند تا بتواند فعالیت‌های بدنی شدیدتری همانند دویدن و پریدن را تحمل کند و ترکیب پارامترهای همودینامیک زیاد تر را از جمله برسی کیفی تعداد و حجم رگ‌های خونی که از منفعت گیری سیستم در تشخیص زودهنگام سرطان و بیماری‌های قلبی عروقی حمایتمی‌کند، ممکن کند.

این مطالعه در مجله Optics Letters انتشار شده است.