أظهر بحث استثنائي أن تقنية التصوير الطبي المبتكرة تستخدم الموجات فوق الصوتية لتوفير صور متعمقة بطريقة موسعة للجسم.
ويعتبر التنظير هو حاليا واحدة من أكثر الطرق شيوعا للتصوير الطبي داخل الجسم, و تشمل استخداماته تشخيص الحالات التي تؤثر على الرئتين والقولون والحلق والجهاز الهضمي.
وقال موقع ميديكال نيوز توداي الأمريكي، إنه أثناء التنظير الداخلي، يقوم المهنيين الطبيين بإدخال منظار داخلي، أنبوب طويل نحيف بضوء قوي وكاميرا صغيرة في نهايته , من خلال في فتحة صغيرة ، مثل الفم أو شق صغير يصنعه الجراح في جسد المريض.
ويعد التنظير الداخلي هو إجراء جراحي , يمكن أن يخلق عدم الراحة ولا يخلو من المخاطر. فالآثار الجانبية المحتملة للتنظير تشمل التشنّج ، التشنجات ، الألم المستمر ، أو حتى ثقب الأنسجة والنزيف الداخلي الطفيف.
وابتكر كلاً من"ميسام شامانزار" أستاذ مساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في جامعة كارنيجي ميلون - بيتسبيرج بولاية بنسلفانيا ، و "ماتيو جوزيبي سكوبيليتي" ، باحث الدكتوراه في القسم نفسه، تقنية التصوير بالموجات فوق الصوتية التي وعدت باستبدال المنظار الداخلي.
ويشرح شامانزار وسكوبيليتي في بحثهما أن الأنسجة البيولوجية ، كونها وسيطة عكرة (كثيفة ومبهمة) ، تحد من إمكانيات الطرق البصرية التقليدية كالمناظير.
ويتكون النسيج من جزيئات وأغشية كبيرة ويقيد عمق ودقة الصور البصرية ، "خاصة في مجال الأشعة تحت الحمراء المرئي وبالقرب من الطيف الخاص بها" .
وبحسب الموقع الطبي، فإن التقنية الجديدة تستخدم الموجات فوق الصوتية لوضع "عدسة افتراضية" في الجسم بدلاً من إدخال عدسة فعلية . حيث يمكن للمشغل بعد ذلك ضبط العدسة من خلال "تغيير موجات الضغط بالموجات فوق الصوتية داخل الوسط"، كما كتب الباحثان، وبالتالي التقاط صور متعمقة لم يكن الوصول إليها من قبل ممكناً، باستخدام وسائل غير مستخدمة من قبل.
ويمكن للموجات فوق الصوتية التنقل بسرعة أكبر و تركيز الضغط على الوسائط المضغوطة النادرة التي ستخترقها. حيث ينتقل الضوء ببطء أكثر عبر الوسائط المضغوطة ، وبسرعة أكبر في الوسائط العادية.
وأوضح الباحثان أنهما قادرين على إنشاء العدسة الافتراضية باستخدام تأثير الضغط / الوسائط النادرة , قائلين : "عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية عبر الوسط ، فإنها تعدل كثافتها وبالتالي مؤشر الانكسار الداخلي لها ؛ يتم ضغط الوسط في مناطق الضغط العالي ، مما ينتج عنه كثافة أعلى ، في حين أنه نادر الحدوث في مناطق الضغط المنخفض حيث الكثافة الداخلية منخفضة للوسائط , نتيجة لذلك ، تخلق موجة الضغط المستمرة تباينًا في معامل الانكسار الداخلي لها."
ويمكن أن يؤدي ضبط أو إعادة تكوين الموجات فوق الصوتية من الخارج إلى تحريك العدسة داخل الوسط ، مما يسمح لها بالتنقل في مناطق مختلفة والتقاط صور على أعماق مختلفة.
وقال شامانزار: "استخدمنا الموجات فوق الصوتية لنحت عدسة ترحيل بصرية افتراضية في وسط مستهدف معين ، والذي ، على سبيل المثال ، يمكن أن يكون أنسجة بيولوجية بشرية . لذلك ، يتم تحويل الأنسجة إلى عدسة تساعدنا على التقاط ونقل صور الهياكل الأعمق".
وأضاف: "ما يميز عملنا عن الأساليب التصويرية البصرية التقليدية هو أننا نستخدم الوسيط المستهدف نفسه ، والذي يمكن أن يكون نسيجًا بيولوجيًا ، للتأثير على الضوء أثناء انتشاره من خلال الوسط" ، يواصل شامانزار : "يوفر هذا التفاعل في المكان المنوي تصويره فرصًا لموازنة العقبات التي تزعج مسار الضوء."
وتابع شامانزر :"أن القدرة على نقل الصور من الأعضاء ، مثل الدماغ ، دون الحاجة إلى إدراج مكونات بصرية فيزيائية ستوفر بديلاً هامًا لزرع المناظير الافتراضية في الجسم. هذه الطريقة يمكن أن تحدث ثورة في مجال التصوير الطبي الحيوي".
وبدوره، قال الباحث المشارك سكوبيليتي: "تعتبر الوسائط العكرة دائمًا عقبات أمام التصوير البصري, لقد أظهرنا أنه يمكن تحويل هذه الوسائط إلى مواد مساعدة في الوصول إلى الهدف المنشود".
وأردف قائلاً: "عندما ننشط الموجات فوق الصوتية بالنمط المناسب، يصبح الوسط العكر شفافًا على الفور. من المثير أن نفكر في التأثير المحتمل لهذه الطريقة على مجموعة واسعة من المجالات من التطبيقات الطبية الحيوية إلى مشاهد من صنع الكمبيوتر" .
وتعد بعض تطبيقات التقنية الجديدة تشمل تصوير المخ، وتشخيص الأمراض الجلدية ، وتحديد الأورام في مختلف أعضاء الجسم. وقد تتضمن هذه الطريقة جهازًا محمولًا أو ملاصقاً للجلد ، اعتمادًا على المنطقة التي تحتاج إلى مراقبة.
كما ببساطة عن طريق تطبيقه على سطح الجلد ، يمكن لأخصائيي الرعاية الصحية الحصول على صور للأعضاء الداخلية دون آثار جانبية محتملة وعدم الرضا الناتج عن عمليات التنظير.