ผสานธรรมชาติและวิศวกรรม: การมองเห็นกุ้งตั๊กแตนตำข้าวในห้องผ่าตัด

ผสานธรรมชาติและวิศวกรรม: การมองเห็นกุ้งตั๊กแตนตำข้าวในห้องผ่าตัด

ศัลยแพทย์ที่ทำการผ่าตัดอาจปรับทิศทางตัวเองในร่างกายมนุษย์โดยใช้สายตาและการสัมผัส แต่ประสาทสัมผัสของมนุษย์ไม่สามารถแยกสิ่งต่างๆ เช่น เซลล์มะเร็งกลุ่มเล็กๆ นักวิจัยจัดการกับความท้าทายนี้โดยการพัฒนาเซนเซอร์ภาพใหม่ที่เสริมการมองเห็นของศัลยแพทย์ และขึ้นอยู่กับวิธีการที่กุ้งตั๊กแตนตำข้าวมองเห็นโลก เซ็นเซอร์หลายชั้นขนาดเท่าดวงตราไปรษณียากรกุ้งตั๊กแตนตำข้าว

มีระบบ

การมองเห็นที่ซับซ้อนมากที่สุดเท่าที่เคยมีการศึกษามา (พวกมันมีสถิติโลก ด้วย ) ดวงตาประกอบของพวกมันมีเซลล์รับแสงสามชั้น และแต่ละชั้นจะตอบสนองต่อความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกันเล็กน้อย สรุปแล้ว ตั๊กแตนตำข้าวมีเซลล์รับแสงมากถึง 16 ชนิด ในทางตรงกันข้าม มนุษย์มีเซลล์รับแสง

ในการมองเห็นสีเพียงสามสี (แดง เขียว น้ำเงิน) ที่ตอบสนองต่อแสงที่ตามองเห็น เพื่อรองรับการมองเห็นของมนุษย์ เซ็นเซอร์รับภาพทั่วไปมักจะแยกวัสดุไวแสงเพียงชั้นเดียวออกเป็นส่วนๆ เนื่องจากแต่ละส่วนมีความไวต่อความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกัน การมองเห็นเท่าใดที่ศัลยแพทย์ใช้กล้อง 

ได้พัฒนาเซนเซอร์ภาพขนาดเท่าดวงตราไปรษณียากร ซึ่งเหมือนตากุ้งตั๊กแตนตำข้าวที่ไม่มีชั้นเดียวแต่มีสามชั้น วัสดุที่ไวต่อแสง กล้องที่ใช้เซ็นเซอร์สามารถแสดงผลด้วยความละเอียดสูง และเมื่อรวมกับวัสดุกรองแสง 2 ชนิด จะได้แสงอินฟราเรดใกล้และมองเห็นได้สูงสุด 6 สี ซึ่งจะช่วยให้ศัลยแพทย์ใช้กล้อง

ตัวเดียวในการแยกโครงสร้างในร่างกายมนุษย์ที่อาจมองไม่เห็นได้ ตัวกรองและสีย้อมศัลยแพทย์ที่ต้องการเห็นสิ่งที่มองไม่เห็นสามารถฉีดสีย้อมเรืองแสงเข้าไปในผู้ป่วยได้ สีย้อมจะจับกับเซลล์เนื้องอกที่ซ่อนอยู่ และปล่อยแสงอินฟราเรดที่มองเห็นหรือใกล้จากโครงสร้างที่อาจมีเซลล์เนื้องอก

อยู่ในนั้น เซ็นเซอร์ภาพทั่วไปจะรวบรวมแสงและสร้างฟีดวิดีโอแบบเรียลไทม์ที่แสดงภาพจากอินฟราเรดที่มองเห็นได้หรืออินฟราเรดใกล้ที่ศัลยแพทย์สามารถอ้างถึงได้ในขณะทำการผ่าตัด แต่จะเป็นอย่างไรหากศัลยแพทย์จำเป็นต้องมองเห็นแสงอินฟราเรดที่มองเห็นได้และแสงใกล้ในเวลาเดียวกัน 

เช่นเดียวกับ

ในกรณีที่โครงสร้างต่างๆ อยู่ใกล้พื้นผิวและอยู่ลึกเข้าไปในร่างกาย นักวิจัยแก้ปัญหานี้ด้วยการใส่วัสดุกรองแสง 2 ชนิดไว้ที่ชั้นบนสุดของเซนเซอร์ ทำให้สามารถจับภาพสีและภาพอินฟราเรดใกล้พร้อมกันได้

“คุณอาจต้องการแยกแยะเนื้อเยื่อหลายๆ ชิ้นในห้องผ่าตัด” แบลร์กล่าว 

“เซ็นเซอร์ของเราสามารถแสดงภาพสีย้อมเรืองแสงได้หลายแบบ จึงสามารถให้แผนที่ของเนื้อเยื่อเหล่านี้ทั้งหมดแก่ศัลยแพทย์ได้” กล้องที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพใน ORเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ นักวิจัยได้สร้างกล้องโดยติดเลนส์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และตัวเรือนเข้ากับเซ็นเซอร์ 

พวกเขาเชื่อมต่อกล้องเข้ากับจอแสดงผลภายนอกเพื่อให้สามารถดูฟีดวิดีโอแบบเรียลไทม์ของภาพสีซ้อนทับและภาพอินฟราเรดใกล้ นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่ากล้องของพวกเขาสามารถเห็นภาพลักษณะเด่นสองประการของมะเร็ง การเจริญเติบโตของเซลล์ที่ผิดปกติ และการดูดซึมกลูโคสที่ผิดปกติ 

เนื่องจากกล้องมีขนาดกะทัดรัด (ขนาดประมาณกล้องดิจิตอล SLR) จึงสามารถรวมเข้ากับห้องผ่าตัดได้ กล้องสามารถใช้เพื่อระบุขอบเขตของเนื้องอกและเนื้องอก ซึ่งอยู่ระหว่างรอการอนุมัติตามระเบียบข้อบังคับของสีย้อมเป้าหมาย ซึ่งสามารถปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วยและลดระยะเวลาการฟื้นตัวหลัง

การผ่าตัด

“ธรรมชาติได้พัฒนาระบบการมองเห็นที่หลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งเหมาะกับสภาพแวดล้อมทุกประเภท” แบลร์กล่าว “เราพิจารณาถึงแรงบันดาลใจที่ธรรมชาติมอบให้เราและเครื่องมือที่มีให้เราในฐานะวิศวกร และเราได้พัฒนาเซ็นเซอร์ที่เป็นจุดกึ่งกลางระหว่างธรรมชาติและวิศวกรรม” เมื่อฉีดสีเรืองแสง

สองชนิดที่กำหนดเป้าหมายจุดเด่นเหล่านี้เข้าไปในหนูที่มีเนื้องอกในต่อมลูกหมาก พวกเขายังสามารถตรวจจับเนื้องอกด้วยความแม่นยำที่มากขึ้นโดยใช้เครื่องหมายรับรองคุณภาพ (สีย้อม) ทั้งสองแบบร่วมกัน จากนั้นพวกเขาก็นำกล้องเข้าไปในห้องผ่าตัด พวกเขาพบว่ากล้อง สามารถจับแสงใกล้อินฟราเรด

อัลตราซาวนด์วินิจฉัยใช้เป็นประจำในโรงพยาบาลเพื่อถ่ายภาพอวัยวะภายใน นอกจากนี้ยังมีวิธีการที่มีคุณค่าในการกำหนดเป้าหมายหลอดเลือดแดงที่มีเลือดออกและติดตามหลอดเลือดด้วยความสามารถในการสร้างภาพตามเวลาจริง นอกจากนี้ อัลตราซาวนด์เพื่อการวินิจฉัยยังใช้งานง่ายและสามารถใช้ร่วม

กับอัลตราซาวนด์ที่เน้นความเข้มสูงได้อย่างง่ายดาย กลุ่มของเราได้คิดค้นและทดสอบอุปกรณ์นำทางด้วยภาพเพื่อรักษาเลือดออกโดยการซิงโครไนซ์การระเบิดของคลื่นเสียงความเข้มสูงกับเครื่องสแกนอัลตราซาวนด์ที่สร้างภาพ 2 มิติของร่างกาย ทรานสดิวเซอร์ความเข้มสูงได้รับการกำหนดค่า

เพื่อให้พลังงานโฟกัสในระนาบภาพของสแกนเนอร์ ซึ่งปรากฏเป็นจุดสว่าง เทคนิคนี้ดูมีความหวัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากวิธีการสร้างภาพอัลตราซาวนด์และการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กแบบอื่นๆ ไม่ได้ให้ผลตามเวลาจริง ซึ่งหมายความว่าผู้ป่วยต้องนอนนิ่งสนิท นอกจากนี้ การตรวจด้วย

กล้องจุลทรรศน์ยังยืนยันว่าไม่มีความเสียหายของเซลล์เกิดขึ้นในบริเวณที่มีจุดสว่าง หากอัลตราซาวนด์มีความเข้มต่ำ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าสามารถใช้คลื่นเสียงความเข้มต่ำและสูงเพื่อนำทางลำแสงโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อและเพื่อติดตามการรักษา มีการใช้อัลตราซาวนด์ด้วยภาพเพื่อรักษาอาการบาดเจ็บ

ที่หลอดเลือดแดงต้นขา (หลอดเลือดแดงหลักที่ต้นขา) บาดแผลที่ทิ้งไว้เมื่อถอดสายสวนออก และหลอดเลือดในกระดูกเชิงกราน – ทั้งหมดนี้ไม่รุกราน การใช้งานทางคลินิกและการรักษา

การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ที่เน้นความเข้มสูงเพื่อการรักษาได้รับการคิดค้นขึ้นเป็นครั้งแรก

แนะนำ 666slotclub / hob66