التوصية بهذا على Google
يعكف كريستوفر كونتاغ، خبير الميكروبيولوجي في معامل الهندسة الوراثية في جامعة ستانفورد، على تطوير وسائل جديدة للباثولوجيا (علم الأمراض) «الافتراضية»، حيث ابتكر مجموعة من الأدوات القادرة على الانتقال عبر المرئ والمعدة والأمعاء والسماح لعلماء الأمراض بدراسة أمراض مثل السرطانات من خلال القيام بفحص ثلاثي الأبعاد للمناطق أسفل سطح الجلد.
نتيجة شعوره بالإحباط من طول الفترة بين الحصول على الأنسجة وفحصها في مختبرات الباثولوجيا، يعمل كونتاغ، الذي يشرف على معمل تصوير جزئي في ستانفورد، على اختبار مجموعة من الجيل الثاني من المناظير الداخلية.
مناظير من أجيال جديدة
* وسوف تعمل الأجهزة الجديدة على رسم سطح الجلد وتستخدم عددا من التقنيات الصوتية والبصرية «للنفاذ» بشكل افتراضي إلى داخل مئات من الخلايا في أعماق جسم الإنسان، من خلال استخدام العوامل التي تحدد مدى التباين، في تحديد التشوهات.
ويصف الطريقة بـ«الباثولوجيا في الموقع الصحي»، التي تمثل جزءا من التكنولوجيا الطبية التي تتيح للجراحين والاختصاصيين الفرصة كي يتمكنوا من اتخاذ قرارات فورية وصحيحة بشأن رعاية المريض. وقال: «نحن نريد أن نعطي اختصاصيي علم الأمراض ما يتطلعون إليه بالفعل، ولذا فإن الأمر سهل للغاية».
خلال النصف قرن الذي تلا فيلم «رحلة رائعة»، الذي صور غواصة تبحر في جسم الإنسان للعثور على جلطة دموية وتدميرها، اعتمد الباحثون على تقنيات التصوير البصري والمغناطيسي وأشعة «إكس» لدراسة الجسم بدقة أكبر.
تقنيات التشخيص الفوري
* مرة أخرى نرى أن موجة جديدة من تكنولوجيات التصوير اليوم تغير من طريقة ممارسة الطب. تشمل هذه التكنولوجيا الجديدة أدوات باثولوجيا جديدة - مثل التكنولوجيا التي يعمل فريق كونتاغ على تطويرها - لتتيح للأطباء القيام بتشخيص فوري، إضافة إلى أنظمة رخيصة، عادة ما توجد في الهواتف الذكية القادرة على توفير تكنولوجيات التصوير المتطورة إلى العالم أجمع.
يحمل المستقبل بشائر تطوير تكنولوجيا تصوير مغناطيسي تمزج بين سرعة «أشعة إكس» بناء على تصوير مقطعي «محوسب» تتمتع بأنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي لتصوير الأنسجة الرقيقة. وهذه التطورات قادها بشكل كبير انخفاض تكاليف الحوسبة إضافة إلى التوافر الكبير للتكنولوجيا المصغرة الأخرى بما في ذلك تكنولوجيا الـ«نانو».
وأشار كونتاغ إلى أنه يواجه تحديات، وبشكل خاص من المجتمع الطبي، الذي ينبغي إقناع أفراده بأن الصور المحوسبة مساوية لدقة الاختبارات المختبرية، التي يجري من خلالها علماء الأمراض سلسلة من الاختبارات لتحديد ما إذا كانت العينات بها أنسجة سليمة أو مصابة. لكن ذلك قد يتغير سريعا، حيث يعمل كونتاغ على إنتاج جيل جديد من المؤشرات الحيوية الجزيئية التي يمكن حقنها، ومن ثم الالتصاق بمسببات الأمراض، وإعطاء الأطباء إجابة مباشرة بشأن المرض على أساس خلية إثر خلية.
وقال: «أنت لا تحتاج إلى تعلم الآلة، أو إلى رؤية آلة». وعرض على شاشة الكومبيوتر صورة لعينة رقمية، بمناطق كانت مضيئة بشكل مميز، وأشار إلى المناطق الداكنة والمضيئة: «هذه مصابة بالسرطان، وهذه طبيعية».
تصوير رقمي سريع
* يسهم التطور في التصوير الرقمي أيضا في تغير أدوات المختبر التقليدي. ففي مختبر المركز الطبي في جامعة كولومبيا، أظهر ماثيو بوتمان كيف يمكن لأحد البرامج تسريع عمل اختصاصيي الأمراض. يتخصص بوتمان في تصميم البوليمرات المتطورة. بيد أن أبحاثه تتطلب برامج تصوير متطورة، وهو ما أدى إلى تطوير أدوات تحليل محوسبة جديدة.
وقال: «لا يزال عليك أن ترى بعض المختبرات في هذه البناية التي تستخدم الفحص اليدوي»، ففي مختبر علم الأعصاب، على سبيل المثال، وضعت شرائح من مخ فأر خلية فردية سميكة على شرائح ميكروسكوبية. وقال: «الناس هنا تعكف على الميكروسكوبات للعثور على (الحصين) في المخ والتقاط صورة له. والعمل على شريحة واحدة يمكن أن يستغرق يوما واحدا».
في المقابل كان بمقدور برنامجه للتعرف، nSPEC فحص 12 شريحة بصورة أوتوماتيكية والحصول على نفس النتائج في 15 دقيقة فقط. هذا البرنامج يمكن تجربته لتحديد مجموعة واسعة من البنية البيولوجية التي تبدأ من الأعصاب في المخ إلى مسببات الأمراض.
تتعاون شركة «بوتمان»، نانوترونيكس إيميدجنغ، في كوياهوغا فولز، في ولاية أوهايو مع المركز الطبي بمستشفى جامايكا في كوينز بولاية نيويورك في دراسة تجريبية باستخدام البرنامج لتحديد التشوهات في الخلايا الحرشفية الموجودة في اختبار Pap لعنق الرحم. ويتطلب الاختبار أن تقني المختبر يفحص 5000 خلية.
وقال: «فكرتنا هي جلبها إلى المريض. أنت تجري اختبار Pap بشكل تلقائي - وتشاهده وتحصل على النتائج مباشرة».
في هذه الحالة لن يستبدل النظام اختصاصي التشريح لكنه سيستبدل الأنظمة المركزية التي تتكلف ملايين الدولارات التي تقوم بالتحليل الأولي للبحث عن التشوهات.
تخطيط القلب من المريء
* وتتغير تكنولوجيا التصوير التقليدي سريعا عبر الحوسبة. فعلى غرار المنظار الداخلي لكونتاغ طورت شركة «فيليبس» للإلكترونيات نظاما للموجات فوق الصوتية الذي يتم إدخاله عبر فم المريض إلى المرئ. وينتج التطبيق الجديد المعروف بتخطيط صدى القلب للمرئ ثلاثي الأبعاد three - dimensional transesophageal echocardiography، or 3 - D TEE، صورة للقلب من داخل القفص الصدري للمريض، الذي عادة ما يمنع الموجات فوق الصوتية من إعطاء صور واضحة. يقوم الكومبيوتر بمعالجة البيانات، والتي يتم نقلها عبر ليف بصري من جهاز الاستشعار، ويقوم بعمل فيديو ثلاثي الأبعاد عالي الدقة لضربات القلب.
ومؤخرا، استخدمت «فيليبس» الحوسبة بشكل موسع في نظام هارت نافيغاتور Heart Navigator، الذي يرسم خريطة ثلاثية الأبعاد لاستخدامها من قبل طبيب القلب. ومؤخرا جدا وثقت إدارة الغذاء والدواء الأميركية في الولايات المتحدة قيامها بعملية زرع صمام قلب بديل عبر قسطرة مسألة روتينية في أوروبا.
ويقول فان ميورز، نائب رئيس والمدير العام لمجموعة «إنترفنشنال إكس راي»: «يمكن للمريض أن يخرج من المستشفى في الحال بعد أن يتم زراعته».
وتطور شركة «فيليبس» تكنولوجيا تصوير تدعى التصوير الجزيئي المغناطيسي، والتي تتطلب حقن متتبع مغناطيسي، لكن النتيجة ذات دقة أعلى وأسرع تصويرا. وبالتالي يمكن للتصوير الجزيئي المغناطيسي أن يلعب دورا محوريا في العمليات الجراحية التي تتطلب تصويرا متزامنا، والآن تستخدم تكنولوجيات مثل التكنولوجيا المحوسبة وPET.
وأشار جويرن بورغيرت، العالم البارز في مركز أبحاث «فيليبس» في هامبورغ، بألمانيا، ومدير مشروع تطوير التصوير الجزيئي المغناطيسي يعد النظام أملا بالنسبة لتشخيص الأورام وتقييمات النوبات القلبية.
نتيجة شعوره بالإحباط من طول الفترة بين الحصول على الأنسجة وفحصها في مختبرات الباثولوجيا، يعمل كونتاغ، الذي يشرف على معمل تصوير جزئي في ستانفورد، على اختبار مجموعة من الجيل الثاني من المناظير الداخلية.
مناظير من أجيال جديدة
* وسوف تعمل الأجهزة الجديدة على رسم سطح الجلد وتستخدم عددا من التقنيات الصوتية والبصرية «للنفاذ» بشكل افتراضي إلى داخل مئات من الخلايا في أعماق جسم الإنسان، من خلال استخدام العوامل التي تحدد مدى التباين، في تحديد التشوهات.
ويصف الطريقة بـ«الباثولوجيا في الموقع الصحي»، التي تمثل جزءا من التكنولوجيا الطبية التي تتيح للجراحين والاختصاصيين الفرصة كي يتمكنوا من اتخاذ قرارات فورية وصحيحة بشأن رعاية المريض. وقال: «نحن نريد أن نعطي اختصاصيي علم الأمراض ما يتطلعون إليه بالفعل، ولذا فإن الأمر سهل للغاية».
خلال النصف قرن الذي تلا فيلم «رحلة رائعة»، الذي صور غواصة تبحر في جسم الإنسان للعثور على جلطة دموية وتدميرها، اعتمد الباحثون على تقنيات التصوير البصري والمغناطيسي وأشعة «إكس» لدراسة الجسم بدقة أكبر.
تقنيات التشخيص الفوري
* مرة أخرى نرى أن موجة جديدة من تكنولوجيات التصوير اليوم تغير من طريقة ممارسة الطب. تشمل هذه التكنولوجيا الجديدة أدوات باثولوجيا جديدة - مثل التكنولوجيا التي يعمل فريق كونتاغ على تطويرها - لتتيح للأطباء القيام بتشخيص فوري، إضافة إلى أنظمة رخيصة، عادة ما توجد في الهواتف الذكية القادرة على توفير تكنولوجيات التصوير المتطورة إلى العالم أجمع.
يحمل المستقبل بشائر تطوير تكنولوجيا تصوير مغناطيسي تمزج بين سرعة «أشعة إكس» بناء على تصوير مقطعي «محوسب» تتمتع بأنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي لتصوير الأنسجة الرقيقة. وهذه التطورات قادها بشكل كبير انخفاض تكاليف الحوسبة إضافة إلى التوافر الكبير للتكنولوجيا المصغرة الأخرى بما في ذلك تكنولوجيا الـ«نانو».
وأشار كونتاغ إلى أنه يواجه تحديات، وبشكل خاص من المجتمع الطبي، الذي ينبغي إقناع أفراده بأن الصور المحوسبة مساوية لدقة الاختبارات المختبرية، التي يجري من خلالها علماء الأمراض سلسلة من الاختبارات لتحديد ما إذا كانت العينات بها أنسجة سليمة أو مصابة. لكن ذلك قد يتغير سريعا، حيث يعمل كونتاغ على إنتاج جيل جديد من المؤشرات الحيوية الجزيئية التي يمكن حقنها، ومن ثم الالتصاق بمسببات الأمراض، وإعطاء الأطباء إجابة مباشرة بشأن المرض على أساس خلية إثر خلية.
وقال: «أنت لا تحتاج إلى تعلم الآلة، أو إلى رؤية آلة». وعرض على شاشة الكومبيوتر صورة لعينة رقمية، بمناطق كانت مضيئة بشكل مميز، وأشار إلى المناطق الداكنة والمضيئة: «هذه مصابة بالسرطان، وهذه طبيعية».
تصوير رقمي سريع
* يسهم التطور في التصوير الرقمي أيضا في تغير أدوات المختبر التقليدي. ففي مختبر المركز الطبي في جامعة كولومبيا، أظهر ماثيو بوتمان كيف يمكن لأحد البرامج تسريع عمل اختصاصيي الأمراض. يتخصص بوتمان في تصميم البوليمرات المتطورة. بيد أن أبحاثه تتطلب برامج تصوير متطورة، وهو ما أدى إلى تطوير أدوات تحليل محوسبة جديدة.
وقال: «لا يزال عليك أن ترى بعض المختبرات في هذه البناية التي تستخدم الفحص اليدوي»، ففي مختبر علم الأعصاب، على سبيل المثال، وضعت شرائح من مخ فأر خلية فردية سميكة على شرائح ميكروسكوبية. وقال: «الناس هنا تعكف على الميكروسكوبات للعثور على (الحصين) في المخ والتقاط صورة له. والعمل على شريحة واحدة يمكن أن يستغرق يوما واحدا».
في المقابل كان بمقدور برنامجه للتعرف، nSPEC فحص 12 شريحة بصورة أوتوماتيكية والحصول على نفس النتائج في 15 دقيقة فقط. هذا البرنامج يمكن تجربته لتحديد مجموعة واسعة من البنية البيولوجية التي تبدأ من الأعصاب في المخ إلى مسببات الأمراض.
تتعاون شركة «بوتمان»، نانوترونيكس إيميدجنغ، في كوياهوغا فولز، في ولاية أوهايو مع المركز الطبي بمستشفى جامايكا في كوينز بولاية نيويورك في دراسة تجريبية باستخدام البرنامج لتحديد التشوهات في الخلايا الحرشفية الموجودة في اختبار Pap لعنق الرحم. ويتطلب الاختبار أن تقني المختبر يفحص 5000 خلية.
وقال: «فكرتنا هي جلبها إلى المريض. أنت تجري اختبار Pap بشكل تلقائي - وتشاهده وتحصل على النتائج مباشرة».
في هذه الحالة لن يستبدل النظام اختصاصي التشريح لكنه سيستبدل الأنظمة المركزية التي تتكلف ملايين الدولارات التي تقوم بالتحليل الأولي للبحث عن التشوهات.
تخطيط القلب من المريء
* وتتغير تكنولوجيا التصوير التقليدي سريعا عبر الحوسبة. فعلى غرار المنظار الداخلي لكونتاغ طورت شركة «فيليبس» للإلكترونيات نظاما للموجات فوق الصوتية الذي يتم إدخاله عبر فم المريض إلى المرئ. وينتج التطبيق الجديد المعروف بتخطيط صدى القلب للمرئ ثلاثي الأبعاد three - dimensional transesophageal echocardiography، or 3 - D TEE، صورة للقلب من داخل القفص الصدري للمريض، الذي عادة ما يمنع الموجات فوق الصوتية من إعطاء صور واضحة. يقوم الكومبيوتر بمعالجة البيانات، والتي يتم نقلها عبر ليف بصري من جهاز الاستشعار، ويقوم بعمل فيديو ثلاثي الأبعاد عالي الدقة لضربات القلب.
ومؤخرا، استخدمت «فيليبس» الحوسبة بشكل موسع في نظام هارت نافيغاتور Heart Navigator، الذي يرسم خريطة ثلاثية الأبعاد لاستخدامها من قبل طبيب القلب. ومؤخرا جدا وثقت إدارة الغذاء والدواء الأميركية في الولايات المتحدة قيامها بعملية زرع صمام قلب بديل عبر قسطرة مسألة روتينية في أوروبا.
ويقول فان ميورز، نائب رئيس والمدير العام لمجموعة «إنترفنشنال إكس راي»: «يمكن للمريض أن يخرج من المستشفى في الحال بعد أن يتم زراعته».
وتطور شركة «فيليبس» تكنولوجيا تصوير تدعى التصوير الجزيئي المغناطيسي، والتي تتطلب حقن متتبع مغناطيسي، لكن النتيجة ذات دقة أعلى وأسرع تصويرا. وبالتالي يمكن للتصوير الجزيئي المغناطيسي أن يلعب دورا محوريا في العمليات الجراحية التي تتطلب تصويرا متزامنا، والآن تستخدم تكنولوجيات مثل التكنولوجيا المحوسبة وPET.
وأشار جويرن بورغيرت، العالم البارز في مركز أبحاث «فيليبس» في هامبورغ، بألمانيا، ومدير مشروع تطوير التصوير الجزيئي المغناطيسي يعد النظام أملا بالنسبة لتشخيص الأورام وتقييمات النوبات القلبية.
0 التعليقات:
إرسال تعليق