അൾട്രാസൗണ്ട് സിസ്റ്റങ്ങൾ - ശബ്ദതരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് അദൃശ്യമായത് കാണുന്നു

ആധുനിക അൾട്രാസൗണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യ മെഡിക്കൽ ഇമേജിംഗിനെ സ്റ്റാറ്റിക് അനാട്ടമിക്കൽ ചിത്രങ്ങളിൽ നിന്ന് ഡൈനാമിക് ഫംഗ്ഷണൽ അസസ്‌മെന്റുകളിലേക്ക് മാറ്റി, എല്ലാം അയോണൈസിംഗ് റേഡിയേഷൻ ഇല്ലാതെ. ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് അൾട്രാസൗണ്ടിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രം, ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ, നൂതന കണ്ടുപിടുത്തങ്ങൾ എന്നിവ ഈ ലേഖനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.

ഭൗതിക തത്വങ്ങൾ
മെഡിക്കൽ അൾട്രാസൗണ്ട് 2-18MHz ഫ്രീക്വൻസികളിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. പീസോഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം ട്രാൻസ്ഡ്യൂസറിലെ വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷനുകളാക്കി മാറ്റുന്നു. സമയ-ഗെയിൻ നഷ്ടപരിഹാരം (TGC) ആഴത്തെ ആശ്രയിച്ചുള്ള അറ്റൻവേഷനായി (0.5-1 dB/cm/MHz) ക്രമീകരിക്കുന്നു. അച്ചുതണ്ട് റെസല്യൂഷൻ തരംഗദൈർഘ്യത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു (λ = c/f), അതേസമയം ലാറ്ററൽ റെസല്യൂഷൻ ബീം വീതിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

പരിണാമ ടൈംലൈൻ

• 1942: കാൾ ഡുസിക്കിന്റെ ആദ്യത്തെ മെഡിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷൻ (ബ്രെയിൻ ഇമേജിംഗ്)
• 1958: ഇയാൻ ഡൊണാൾഡ് പ്രസവ അൾട്രാസൗണ്ട് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.
• 1976: അനലോഗ് സ്കാൻ കൺവെർട്ടറുകൾ ഗ്രേ-സ്കെയിൽ ഇമേജിംഗ് പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
• 1983: നമെകാവയും കസായിയും ചേർന്ന് കളർ ഡോപ്ലർ അവതരിപ്പിച്ചു.
• 2012: ആദ്യത്തെ പോക്കറ്റ് വലിപ്പമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് FDA അംഗീകാരം നൽകി.

ക്ലിനിക്കൽ രീതികൾ

1. ബി-മോഡ്
   0.1mm വരെ സ്പേഷ്യൽ റെസല്യൂഷനുള്ള ഫണ്ടമെന്റൽ ഗ്രേസ്‌കെയിൽ ഇമേജിംഗ്
2. ഡോപ്ലർ ടെക്നിക്കുകൾ

• കളർ ഡോപ്ലർ: വേഗത മാപ്പിംഗ് (നൈക്വിസ്റ്റ് പരിധി 0.5-2 മീ/സെ)
• പവർ ഡോപ്ലർ: മന്ദഗതിയിലുള്ള ഒഴുക്കിനോട് 3-5 മടങ്ങ് കൂടുതൽ സെൻസിറ്റീവ്
• സ്പെക്ട്രൽ ഡോപ്ലർ: സ്റ്റെനോസിസിന്റെ തീവ്രത അളക്കുന്നു (PSV അനുപാതങ്ങൾ >2 എന്നത് >50% കരോട്ടിഡ് സ്റ്റെനോസിസിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു)

3. നൂതന സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ

• ഇലാസ്റ്റോഗ്രാഫി (കരളിന്റെ കാഠിന്യം 7.1kPa യിൽ കൂടുതലാണെങ്കിൽ അത് F2 ഫൈബ്രോസിസിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു)
• കോൺട്രാസ്റ്റ്-എൻഹാൻസ്ഡ് അൾട്രാസൗണ്ട് (SonoVue മൈക്രോബബിൾസ്)
• 3D/4D ഇമേജിംഗ് (Voluson E10 0.3mm വോക്സൽ റെസല്യൂഷൻ കൈവരിക്കുന്നു)

ഉയർന്നുവരുന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ

• ഫോക്കസ്ഡ് അൾട്രാസൗണ്ട് (FUS)
  • തെർമൽ അബ്ലേഷൻ (അവശ്യ ഭൂചലനങ്ങളിൽ 85% 3 വർഷത്തെ അതിജീവനം)
  • അൽഷിമേഴ്‌സ് ചികിത്സയ്ക്കായി രക്ത-തലച്ചോറിലെ തടസ്സം തുറക്കുന്നു
• പോയിന്റ്-ഓഫ്-കെയർ അൾട്രാസൗണ്ട് (POCUS)
  • വേഗത്തിലുള്ള പരിശോധന (ഹീമോപെരിറ്റോണിയത്തിനായുള്ള 98% സംവേദനക്ഷമത)
  • ശ്വാസകോശ അൾട്രാസൗണ്ട് ബി-ലൈനുകൾ (പൾമണറി എഡിമയ്ക്ക് 93% കൃത്യത)

ഇന്നൊവേഷൻ ഫ്രണ്ടിയേഴ്‌സ്

1. സിഎംയുടി സാങ്കേതികവിദ്യ
   കപ്പാസിറ്റീവ് മൈക്രോമെഷീൻ ചെയ്ത അൾട്രാസോണിക് ട്രാൻസ്ഡ്യൂസറുകൾ 40% ഫ്രാക്ഷണൽ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉള്ള അൾട്രാ-വൈഡ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് (3-18MHz) പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
2. AI സംയോജനം

• സാംസങ് എസ്-ഷിയർവേവ് AI- ഗൈഡഡ് ഇലാസ്റ്റോഗ്രാഫി അളവുകൾ നൽകുന്നു
• ഓട്ടോമേറ്റഡ് ഇ.എഫ് കണക്കുകൂട്ടൽ കാർഡിയാക് എം.ആർ.ഐയുമായി 0.92 ബന്ധം കാണിക്കുന്നു.

3. ഹാൻഡ്‌ഹെൽഡ് വിപ്ലവം
   ബട്ടർഫ്ലൈ ഐക്യു+ സിംഗിൾ-ചിപ്പ് ഡിസൈനിൽ 9000 MEMS ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, വെറും 205 ഗ്രാം ഭാരം.
4. ചികിത്സാ പ്രയോഗങ്ങൾ
   ഹിസ്റ്റോട്രിപ്സി, അക്കോസ്റ്റിക് കാവിറ്റേഷൻ (കരൾ കാൻസറിനുള്ള ക്ലിനിക്കൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ) ഉപയോഗിച്ച് ട്യൂമറുകൾ നോൺ-ഇൻവേസീവ് ആയി ഇല്ലാതാക്കുന്നു.

സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികൾ

• പൊണ്ണത്തടിയുള്ള രോഗികളിൽ ഘട്ടം വ്യതിയാന തിരുത്തൽ
• പരിമിതമായ പെനട്രേഷൻ ഡെപ്ത് (3MHz-ൽ 15cm)
• സ്പെക്കിൾ നോയ്‌സ് റിഡക്ഷൻ അൽഗോരിതങ്ങൾ
• AI-അധിഷ്ഠിത ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കുള്ള നിയന്ത്രണ തടസ്സങ്ങൾ

ആഗോള അൾട്രാസൗണ്ട് വിപണി (2023 ൽ $8.5 ബില്യൺ) പോർട്ടബിൾ സിസ്റ്റങ്ങളാൽ പുനർനിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു, അവ ഇപ്പോൾ വിൽപ്പനയുടെ 35% വഹിക്കുന്നു. സൂപ്പർ-റെസല്യൂഷൻ ഇമേജിംഗ് (50μm വെസലുകൾ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കൽ), ന്യൂറൽ റെൻഡറിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ തുടങ്ങിയ ഉയർന്നുവരുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്കൊപ്പം, അൾട്രാസൗണ്ട് നോൺ-ഇൻവേസിവ് ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സിന്റെ അതിരുകൾ പുനർനിർവചിക്കുന്നത് തുടരുന്നു.