Thomas O'Sullivan, adjunkt i elektroteknik, og Ola Abdalsalam, Ph.D. studerende. Kredit:University of Notre Dame
Før Wilhelm Röntgen, en maskiningeniør, opdagede en ny type elektromagnetisk stråling i 1895, læger kunne kun drømme om at kunne se inde i kroppen. Inden for et år efter Röntgens opdagelse, Røntgenstråler blev brugt til at identificere tumorer. Inden for 10 år, hospitaler brugte røntgenstråler til at hjælpe med at diagnosticere og behandle patienter.
I 1972, computertomografi (CT) scanninger blev udviklet. I 1980'erne, magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) teknologi blev kommercielt tilgængelig.
I dag, ingeniører som Thomas O'Sullivan, assisterende professor i elektroteknik ved University of Notre Dame, fortsætte stræben efter at forbedre kvaliteten af medicinsk diagnose og behandling ved hjælp af nær-infrarød optisk billeddannelse.
O'Sullivan og hans team er ved at udvikle en kraftfuld, optisk billedkamera i lommestørrelse, der måske engang har virket som science fiction.
"Når man forestiller sig fremtidens medicin, mange mennesker tænker på Dr. Leonard McCoy, en læge i den originale 'Star Trek'-serie, " sagde O'Sullivan.
"Dr. McCoy brugte en håndholdt tricorder til at scanne en person og straks vurdere skader eller sygdomme hvor som helst i kroppen. Vi har endnu ikke et kommercielt produkt som McCoys tricorder, men vi er tæt på at gøre det til virkelighed. Vi er ved at udvikle ny medicinsk billedteknologi, der bruger lys til at give os et bedre overblik over funktionen af væv og celler dybt under huden på en måde, der er sikker og relativt billig.
"Lige vigtigt, Vi skalerer teknologien ned til at passe i en læges lomme, så den er lige så bærbar som et stetoskop eller et termometer."
CT- og MR-scanninger revolutionerede måden, sygdomme blev diagnosticeret og overvåget på, sagde O'Sullivan. Men de kan ikke bruges ofte. CT-scanninger bruger lave doser af stråling; en enkelt scanning tager omkring 10 minutter og koster op til $2, 500. MR bruger magnetiske og radiobølger. En scanning tager op til en time og kan koste så meget som $4, 000. Begge procedurer kræver hele rum med hardware.
"Den lille enhed, vi udvikler, bruger lys, hvilket er meget sikkert, at hjælpe en læge med at scanne for de tidligste tegn på sygdom under et kontorbesøg – eller endda give dig en enhed med hjem, " sagde O'Sullivan.
"Enheden kunne også bruges til at overvåge progression og behandling - fra brystkræft til hjernefunktion til personlig sundhed - med mere krævende præcision."
Den nye platform indsamler store mængder data hurtigt, rekonstruere det til 2-D og 3-D billeder, sagde O'Sullivan.