يوجد اليوم العديد من الطرق والأجهزة التي يستخدمها الأطباء لإجراء المسح
التصوير الشعاعي هو الأكثر شيوعاطريقة لتحليل حالة العظام والأعضاء الداخلية وكذلك لتشخيص سرطان الثدي. عندما تمر الأشعة السينية عبر جسم الإنسان، يتم امتصاص الطاقة الصادرة عنها من قبل أجزاء مختلفة من الجسم بمعدلات مختلفة. يقوم الكاشف الموجود على الجانب الآخر من الجهاز بتسجيل هذه السرعة وتحويل البيانات إلى صورة.
أجزاء الجسم التي تمر من خلالها الأشعةتظهر الأجزاء الأبطأ، مثل العظام، باللون الأبيض في الصورة، في حين أن الأجزاء الأقل كثافة (على سبيل المثال، الأعضاء الداخلية) لها لون داكن. أثناء إجراء الأشعة السينية، يتعرض المريض لإشعاع بسيط لمدة جزء من الثانية - وهذا في حد ذاته لا يشكل خطراً على الصحة. إلا أن التعرض المتكرر يمكن أن يؤدي إلى تجاوز الجرعة المسموح بها من الإشعاع، وبالتالي الإضرار بصحة المريض.
نوع آخر من التشخيص الداخلييتم استخدام الأعضاء والأنسجة - التصوير المقطعي - لتحديد شكل وحجم الأورام وتلف العظام ومراقبة حالة الأوعية الدموية والأمراض الأخرى.
قبل مسح المريض في المعدة أو الدم أويتم حقن صبغة في الأمعاء، مما يجعل الصورة أكثر تباينا، ونتيجة لذلك، يحسن جودتها. أثناء الإجراء، يستلقي المريض عادة على ظهره على سرير مسطح ينزلق داخل حلقة الماسح الضوئي المقطعي.
الأشعة المقطعية إجراء آمن ، ولكن هناكاحتمالية صبغ الحساسية لدى المريض. بالإضافة إلى ذلك ، في هذا النوع من الفحص ، يتعرض المريض للأشعة السينية. تشير التقديرات إلى أن التعرض أثناء التصوير المقطعي المحوسب قد يزيد بشكل طفيف من فرص الإصابة بالسرطان بعد سنوات عديدة ، على الرغم من أنه يعتقد أن هذا الخطر صغير جدًا (أقل من 1 في 2000).
التصوير بالرنين المغناطيسي (مري)يتضمن وضع الشخص داخل أسطوانة معدنية ويستخدم مبدأ الرنين المغناطيسي النووي لقياس الفرق بين ذرات الهيدروجين المثارة في مناطق مختلفة من المنطقة قيد الدراسة. يكون هذا النوع من التصوير المقطعي أكثر فعالية عند فحص الأنسجة الرخوة، مثل الحبل الشوكي والدماغ، وكذلك الأعضاء الداخلية المجوفة، مثل غدة البروستاتا والمستقيم والرحم.
يعتمد التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET).في أبحاث النويدات المشعة للأنسجة والأعضاء وهي إحدى الطرق الأكثر شيوعًا لتشخيص أمراض الأورام المختلفة.
الطريقة الأكثر أمانا حتى الآنالمسح - الموجات فوق الصوتية، أو الموجات فوق الصوتية. ليس لموجات الموجات فوق الصوتية المستخدمة أثناء العملية أي آثار جانبية معروفة، على عكس الأشعة المقطعية والرنين المغناطيسي والأشعة السينية التي تعرض المريض للإشعاع.
ومع ذلك، فإن الموجات فوق الصوتية لها قيود كبيرة - لكي يعمل الجهاز، يجب الضغط عليه على جلد المريض، وهو أمر مستحيل في بعض الحالات، على سبيل المثال، في حالة الحروق الشديدة.
ماذا فعل العلماء؟
في مقال نشر في مجلة لايت:العلوم والتطبيقات، وصف مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نظامًا يحاكي قدرات جهاز الموجات فوق الصوتية، ولكنه يستخدم أشعة الليزر التي تسمح له بالمسح على بعد قدمين من المريض.
وعلى عكس الأشعة السينية، فإن الليزر لا يفعل ذلكلا تشكل أي خطر على صحة المريض حتى مع تكرار التعرض لها. يبلغ الطول الموجي لأشعة الليزر المستخدمة في النظام 1550 نانومتر - ويتم امتصاص هذه الموجات بواسطة الماء ولا تسبب ضررًا أكبر من تسليط مؤشر ليزر على جلد الإنسان.
لأن الجلد يتكون أساسا من الماء ،يتم امتصاص أشعة الليزر بواسطة جزيئات الماء ويؤدي إلى تمددها. يتم التحكم في هذا التوسيع والانكماش للجزيئات بواسطة شعاع ليزر نابض ، مما يخلق اهتزازات ثابتة - موجات صوتية ، مماثلة لتلك التي تنشأ على سطح مكبر الصوت استجابةً للإشارات الكهربائية. ثم تنتشر هذه الموجات الصوتية في جميع أنحاء جسم المريض - تمامًا مثل الموجات الصوتية من جهاز الموجات فوق الصوتية التقليدية.
نظام فحص بالموجات فوق الصوتية جديد
في جهاز الموجات فوق الصوتية، يتم التقاط الموجات الصوتية العائدة بواسطة ميكروفون، وفي النظام الجديد، يتم تنفيذ وظيفته بواسطة ليزر الاستقبال، الذي يعمل بمثابة كاشف للحركة الحساسة.
لأن موجات الصوت تتفاعل معأنواع مختلفة من الأنسجة لأنها تخترق الجسم ، تعود إلى طبيعتها بكثافة وترددات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، تخلق الموجات الصوتية اهتزازات على سطح الجلد يمكن اكتشافها وقياسها. ثم تتم معالجة هذه القياسات باستخدام البرامج والخوارزميات ، مما ينتج عنه صورة لما هو داخل جسم المريض.
مقارنة صورة الموجات فوق الصوتية (يسار) مع صورة النظام الجديد (يمين)
هل الطريقة الجديدة لها أي عيوب؟
خلال المرحلة الأولى من الاختبار، الباحثوناستخدم إعدادًا جديدًا لمسح الأجسام المعدنية الموضوعة في قالب جيلاتين كروي. وبعد تصور البيانات باستخدام مسبار الموجات فوق الصوتية التجاري، وجد العلماء أن الصورتين الناتجتين في الاختبارات كانتا متشابهتين بشكل مطمئن.
ثم فحص العلماء الأنسجة الرخوة للحيواناتوتوصل إلى استنتاج مفاده أن الموجات فوق الصوتية بالليزر يمكن أن تميز ميزات أكثر دقة من الموجات فوق الصوتية التقليدية: الحدود بين العضلات والدهون والعظام.
في المرحلة الثالثة ، أجرى الباحثونتجربة على مجموعة من المتطوعين. بعد مسح الساعدين للعديد من الأشخاص الأصحاء ، توصل مؤلفو التطوير إلى أن النظام يحدد حدود الدهون والعضلات والأنسجة جيدًا. كانت مرئية بوضوح وقابلة للمقارنة مع الصور التي تم الحصول عليها باستخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الاتصال التجارية.
ووجد الباحثون أيضًا عددًا من أوجه القصور فيتشغيل النظام. أولا، كما هو الحال مع الموجات فوق الصوتية التقليدية، يستطيع الليزر اختراق جسم المريض إلى عمق 6 سم فقط تحت سطح الجلد - وبشكل أكثر دقة، لا يستطيع الأطباء رؤية الأعضاء الداخلية والعظام الموجودة على أعماق أكبر.
ثانياً ، لا تزال دقة الصورة التي تسمح بها أشعة الليزر أقل من دقة الموجات فوق الصوتية. دقة الصورة لا تزال غير كافية للكشف عن الأمراض التي يحتمل أن تصل إلى 90٪.
صور من نظام المسح بالموجات فوق الصوتية الجديد
ويعمل العلماء الآن على توسيع قدرات النظام، بما في ذلك زيادة دقة الصور الملتقطة بمساعدته.
والخطوة التالية هي تقليل حجم المعدات وجعل كل من المسح ومعالجة الصور المحمولة. وفقًا للعلماء ، هذه خطوة مهمة بشكل خاص - سيسمح لك مسح الجسم عن بُعد بتنفيذ الإجراء دون مشاركة أخصائي مؤهل تأهيلًا عاليًا. بمعنى آخر ، سيتمكن المرضى من تنفيذ الإجراء بمفردهم في المنزل.
ما هو الخطأ في التنمية؟
الغريب ، عدم وجود أيالتأثير السلبي على صحة المريض قد يكون مشكلة طريقة المسح الجديدة. على عكس فحص الأشعة السينية ، والتي يمكن تحديد سلوكها من خلال زيادة طفيفة في إشعاع الخلفية للشخص ، الفحص بالموجات فوق الصوتية عن بعد لا يترك أي أثر. سيتيح لك ذلك الحصول على بيانات عن صحة الإنسان دون علمه - ببساطة عن طريق مسحها ضوئيًا من مسافة نصف متر. الرجل نفسه ، على الأرجح ، لن يعرف أبداً.
هذا الافتراض يشبه الخيال العلمي ،ومع ذلك ، إذا نجح العلماء في إنشاء جهاز محمول للمسح عن بُعد ، فقد يصبح هذا حقيقة واقعة. يمكن أن تكون البيانات المتعلقة بصحة الإنسان ذات أهمية من الناحية النظرية للبنوك وشركات التأمين ، وكذلك للشركات التي تدرب الذكاء الاصطناعي أو تجمع مجموعات البيانات.