Які технології зможуть замінити МРТ, УЗД і КТ

Раніше медикам доводилося діагностувати стан здоров'я людини за допомогою виключно двовимірних зображень. Тепер все змінилося. Комп'ютерна томографія, УЗД, МРТ – лікарі здатні спостерігати за роботою внутрішніх органів і розвитком немовляти в утробі матері в режимі реального часу. При цьому прогрес не зупиняється. На заміну усталеним, а колись революційним методам, приходять ефективніші, точніші та безпечніші технології діагностики та обстеження пацієнтів.

Процес обстеження за допомогою КТ, МРТ и УЗД має свої властивості, однак всі ці три методи є доволі схожими між собою. Зокрема, зображення, отримані завдяки цим пристроям, є продуктом надскладної обробки, що відбувається за рахунок датчиків і обчислювальним алгоритмам.

Рентгенівське сканування з'явилося наприкінці XIX століття. Раніше для отримання зображення використовували рентгенівську плівку, сьогодні ж – цифровий детектор. На рентгені шкіра, м'язи та різноманітні м'які тканини темніші, ніж кістки. Виходячи з цих даних, лікарі роблять висновок про стан пацієнта.

У другій половині XX століття почали застосовувати метод комп'ютерної томографії, який полягав у тому, що система здатна робити безліч рентгенівських знімків під різними кутами, після чого на базі отриманих зображень комп'ютер створював тривимірні моделі. Розробка потужніших обчислювальних машин дозволила мінімізувати рентгенівське опромінення, водночас якість і роздільна здатність об'ємного зображення суттєво покращилися. 

Однак КТ не завжди дає можливість провести коректне дослідження. Зокрема, скануючи груди, тепловізор має обмежений доступ до тіла, отже отримане зображення буде не зовсім адекватним.

Щоб вирішити цю проблему, вчені вирішили вдосконалити процес діагностики та обстеження людського тіла. Одна група дослідників запропонувала використовувати потужніші комп'ютери, що на основі кількох знімків були б здатні створити реалістичну тривимірну модель. Інші фахівці розпочали винаходити обладнання, що застосовує новаторські методи сканування, зокрема біооптику.

Біооптика передбачає застосування інфрачервоного випромінювання. Багато хто у дитинстві грався лазерною вказівкою та помічав, що на відміну від видимого світла червоний проникає в тканини десь на кілька сантиметрів. Інфрачервоне випромінювання здатне проникати ще глибше, однак для отримання об'ємних зображень високої роздільної здатності необхідно використовувати комп'ютери з немалою обчислювальною потужністю та складні математичні алгоритми, розробкою яких займаються сьогодні вчені.

Фахівці стверджують, що метод сканування за допомогою інфрачервоного випромінювання дозволяє отримувати найточніші тривимірні моделі і багато в чому перевершує МРТ, КТ і УЗД. Протягом останніх 15 років лікарі змогли застосувати інфрачервоне світло для виявлення раку грудей, візуалізації мозку, а також для розробки нових методів лікування. Експерти стверджують, що в поєднанні з Big Data, розробками в галузі фізики, математики та біомедицини метод біооптики зможе замінити способи обстеження, якими лікарі користуються сьогодні.