அல்ட்ராசவுண்ட் அமைப்புகள் - ஒலி அலைகள் மூலம் காணப்படாததைப் பார்ப்பது

நவீன அல்ட்ராசவுண்ட் தொழில்நுட்பம் மருத்துவ இமேஜிங்கை நிலையான உடற்கூறியல் படங்களிலிருந்து டைனமிக் செயல்பாட்டு மதிப்பீடுகளாக மாற்றியுள்ளது, இவை அனைத்தும் அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு இல்லாமல். இந்தக் கட்டுரை நோயறிதல் அல்ட்ராசவுண்டில் இயற்பியல், மருத்துவ பயன்பாடுகள் மற்றும் அதிநவீன கண்டுபிடிப்புகளை ஆராய்கிறது.

இயற்பியல் கோட்பாடுகள்
மருத்துவ அல்ட்ராசவுண்ட் 2-18MHz அதிர்வெண்களில் இயங்குகிறது. பைசோ எலக்ட்ரிக் விளைவு மின்மாற்றியில் மின் ஆற்றலை இயந்திர அதிர்வுகளாக மாற்றுகிறது. நேர-ஆதாய இழப்பீடு (TGC) ஆழம் சார்ந்த தணிப்புக்கு (0.5-1 dB/cm/MHz) சரிசெய்கிறது. அச்சுத் தெளிவுத்திறன் அலைநீளத்தைப் பொறுத்தது (λ = c/f), பக்கவாட்டுத் தெளிவுத்திறன் பீம் அகலத்துடன் தொடர்புடையது.

பரிணாம காலவரிசை

• 1942: கார்ல் டுசிக்கின் முதல் மருத்துவ பயன்பாடு (மூளை இமேஜிங்)
• 1958: இயன் டொனால்ட் மகப்பேறியல் அல்ட்ராசவுண்ட் உருவாக்கினார்.
• 1976: அனலாக் ஸ்கேன் மாற்றிகள் சாம்பல்-அளவிலான இமேஜிங்கை செயல்படுத்துகின்றன.
• 1983: நாம்கவா மற்றும் கசாய் ஆகியோரால் கலர் டாப்ளர் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.
• 2012: முதல் பாக்கெட் அளவிலான சாதனங்களை FDA அங்கீகரித்தது.

மருத்துவ முறைகள்

1. பி-பயன்முறை
   0.1மிமீ வரை இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனுடன் அடிப்படை கிரேஸ்கேல் இமேஜிங்
2. டாப்ளர் நுட்பங்கள்

• வண்ண டாப்ளர்: வேக மேப்பிங் (நைக்விஸ்ட் வரம்பு 0.5-2மீ/வி)
• பவர் டாப்ளர்: மெதுவான ஓட்டத்திற்கு 3-5 மடங்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டது.
• ஸ்பெக்ட்ரல் டாப்ளர்: ஸ்டெனோசிஸின் தீவிரத்தை அளவிடுகிறது (PSV விகிதங்கள் >2 என்பது >50% கரோடிட் ஸ்டெனோசிஸைக் குறிக்கிறது)

3. மேம்பட்ட நுட்பங்கள்

• எலாஸ்டோகிராபி (கல்லீரல் விறைப்பு >7.1kPa F2 ஃபைப்ரோஸிஸைக் குறிக்கிறது)
• மாறுபாடு-மேம்படுத்தப்பட்ட அல்ட்ராசவுண்ட் (SonoVue மைக்ரோபபிள்கள்)
• 3D/4D இமேஜிங் (Voluson E10 0.3மிமீ வோக்சல் தெளிவுத்திறனை அடைகிறது)

வளர்ந்து வரும் பயன்பாடுகள்

• ஃபோகஸ்டு அல்ட்ராசவுண்ட் (FUS)
  • வெப்ப நீக்கம் (அத்தியாவசிய நடுக்கத்தில் 85% 3 ஆண்டு உயிர்வாழ்வு)
  • அல்சைமர் சிகிச்சைக்கான இரத்த-மூளைத் தடை திறப்பு
• பாயிண்ட்-ஆஃப்-கேர் அல்ட்ராசவுண்ட் (POCUS)
  • விரைவான பரிசோதனை (ஹீமோபெரிட்டோனியத்திற்கு 98% உணர்திறன்)
  • நுரையீரல் அல்ட்ராசவுண்ட் பி-லைன்கள் (நுரையீரல் வீக்கத்திற்கு 93% துல்லியம்)

புதுமை எல்லைகள்

1. CMUT தொழில்நுட்பம்
   கொள்ளளவு கொண்ட மைக்ரோமெஷின் செய்யப்பட்ட மீயொலி மின்மாற்றிகள் 40% பின்ன அலைவரிசையுடன் அல்ட்ரா-வைட் அலைவரிசையை (3-18MHz) செயல்படுத்துகின்றன.
2. AI ஒருங்கிணைப்பு

• சாம்சங் எஸ்-ஷியர்வேவ் AI- வழிகாட்டப்பட்ட எலாஸ்டோகிராஃபி அளவீடுகளை வழங்குகிறது
• தானியங்கி EF கணக்கீடு இதய MRI உடன் 0.92 தொடர்பைக் காட்டுகிறது.

3. கையடக்கப் புரட்சி
   பட்டர்ஃபிளை iQ+ ஒற்றை-சிப் வடிவமைப்பில் 9000 MEMS கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, இதன் எடை வெறும் 205 கிராம் மட்டுமே.
4. சிகிச்சை பயன்பாடுகள்
   ஹிஸ்டோட்ரிப்சி, ஆக்கிரமிப்பு இல்லாமல் கட்டிகளை ஒலி குழிவுறுதல் மூலம் நீக்குகிறது (கல்லீரல் புற்றுநோய்க்கான மருத்துவ பரிசோதனைகள்).

தொழில்நுட்ப சவால்கள்

• பருமனான நோயாளிகளில் கட்ட பிறழ்ச்சி திருத்தம்
• வரையறுக்கப்பட்ட ஊடுருவல் ஆழம் (3MHz இல் 15 செ.மீ)
• ஸ்பெக்கிள் இரைச்சல் குறைப்பு வழிமுறைகள்
• AI- அடிப்படையிலான நோயறிதல் அமைப்புகளுக்கான ஒழுங்குமுறை தடைகள்

உலகளாவிய அல்ட்ராசவுண்ட் சந்தை (2023 இல் $8.5 பில்லியன்) கையடக்க அமைப்புகளால் மறுவடிவமைப்பு செய்யப்படுகிறது, இது இப்போது விற்பனையில் 35% பங்களிக்கிறது. சூப்பர்-ரெசல்யூஷன் இமேஜிங் (50μm நாளங்களைக் காட்சிப்படுத்துதல்) மற்றும் நரம்பியல் ரெண்டரிங் நுட்பங்கள் போன்ற வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்களுடன், அல்ட்ராசவுண்ட் ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத நோயறிதலின் எல்லைகளை மறுவரையறை செய்வதைத் தொடர்கிறது.