تشخیص سرطان در چند دقیقه با کمک اشعه ایکس

مهندسان دانشگاه دوک (Duke) نمونه‌ی اولیه یک دستگاه اشعه‌ایکس را ساخته‌اند که نه تنها شکل اجسام را نشان می‌دهد بلکه ترکیبات مولکولی آن‌ها را نیز نمایان می‌کند.

به گزارش فیز، این دستگاه با وضوع و دقت بی‌نظیری که دارد می‌تواند انقلابی در زمینه‌های گوناگون از جمله جراحی سرطان، آسیب شناسی، بازرسی دارو و زمین‌شناسی ایجاد کند.

ایده ساخت این دستگاه ابتدا در جهت کشف بهتر بمب‌ها برای امنیت هواپیماها بود. در این مقاله جدید که در تاریخ ۱۹ مه در مجله‌ی “Scientific Reports” منتشر شده است محققان این فناوری را برای زمینه‌های دیگری از جمله پزشکی و مصارف علمی به کار گرفته‌اند.

جوئل گرینبرگ(Joel Greenberg) دانشیار مهندسی برق و کامپیوتر در برنامه فیزیک پزشکی می‌گوید: فرقی نمی‌کند به دنبال بمب در یک کیف باشید یا یک غده در بدن. فیزیک برای هر دوی آن‌ها یکسان است. اما از منظر مهندسی آن‌ها متفاوت هستند. ما این دستگاه کوچک با وضوح بالا را ساختیم که برای کاربردهای مختلف زیادی مناسب است.

این فناوری یک سیستم اشعه ایکس ترکیبی است که در آن پرتونگاری سنتی اشعه ایکس با اشعه ایکس مخصوص تشخیص بیماری‌ها ترکیب شده است.

در نوع اول اشعه‌ایکس مستقیما از درون جسم می‌گذرد و در نوع دوم اطلاعات مربوط به زاویه‌ها و طول موجی که از جسم منتشر می‌شود جمع‌آوری شده و اثر منحصر به فردی از ساختار جسم فراهم می‌کند.

یکی از مشکلات استفاده از این فناوری این است که سیگنال‌های اشعه‌ایکس بسیار ضعیف و پیچیده‌اند. بنابراین تعداد کمی از اشعه‌ها به آشکارساز می‌رسند که باعث تاخیرهای طولانی هنگام جمع‌آوری اطلاعات می‌شود.

محققان دانشگاه دوک برای حل این مشکل از یک سپر حفره‌دار استفاده کردند که به اشعه‌ی ایکس امکان حرکت در زوایای مختلف را می‌داد. سپس یک کامپیوتر می‌تواند سیگنال‌های وسیع و پیچیده را پردازش کند. این روش به محققان این امکان را می‌دهد تا با جمع‌آوری تعداد مناسبی از اشعه‌های منحرف شده در مدت زمان کوتاه‌تر به تشخیص ماده‌ی مورد نظر بپردازند.

آنوج کاپادیا (Anuj Kapadia) که در زمان انجام تحقیقات دانشیار رادیولوژی دانشکده فیزیک پزشکی دانشگاه دوک بود می‌گوید: سیستم امنیتی اهدافی متفاوت با آزمایشگاه غده شناسی دارد. در سیستم امنیتی هدف بررسی ده‌ها سانتی‌متر از اشیا مختلف در کسری از ثانیه است در حالی که در آزمایشگاه هدف ما دستیابی به تصویری با وضوح بالا از یک نمونه‌ی کوچک در مدت زمانی کوتاه بود.

بزرگ‌ترین چالشی که این دستگاه با آن روبه‌رو بوده است تشخیص دقیق بافت‌ها سرطانی است. محققان با کمک همکارانشان در مرکز بهداشت دوک به بررسی نمونه‌های بافت افراد پیش از ارسال به متخصصان آسیب‌شناسی پرداختند. نتایج به دست آمده نه تنها با تشخیص بالینی مطابقت داشت بلکه این دستگاه توانست بافت‌های درون و اطراف بافت سرطانی را تشخیص دهد.

کاپادیا افزود: هدف نهایی ما این است که در هر اتاق عمل یکی از این دستگاه‌ها داشته باشیم تا جراحان به محض برداشتن غده‌ی سرطانی بتوانند محل را بررسی کنند و وجود سلول‌های سرطانی را  تشخیص دهند. تا اگر بخشی از سلول‌ها باقی مانده، بتوانند به سرعت آن را بردارند.

محققان همچنین نشان دادند که این دستگاه می‌تواند در لحظه فرآورده‌های دارویی را بررسی کند این موضوع نه تنها به تولیدکنندگان دارو کمک می‌کند تا نسبت به محصولشان اطمینان حاصل کنند بلکه به پلیس‌ها و کارزارهای بهداشت کمک می‌کند تا اطمینان حاصل کنند افراد داروهای فاسد نمی‌فروشند یا مصرف نمی‌کنند.

این دستگاه به بررسی سنگ‌ها نیز کمک می‌کند و برای مصارف باستان‌نشاسی و مطالعه‌ی فسیل‌ها و برای معدن‌چیان مفید است.

محققان برای بهبود کار خود برای بررسی بهتر نمونه‌ها از موسسه‌ی ملی سلامت کمک مالی دریافت کرده‌اند.