تقنية الأشباح للتصوير الطبي ثلاثي الأبعاد

طريقة جديدة للتصوير الطبي ثلاثي الأبعاد أكثر أمناً وأرخص سعراً

اكتشفت دراسة جديدة بقيادة الجامعة الوطنية الأسترالية Australian National University ) ANU) طريقة واعدة لخفض الجرعات بشكل كبير من الأشعة السينية X-rays التي لديها القدرة على إحداث ثورة في التصوير الطبي ثلاثي الأبعاد 3D medical imaging وجعل الفحص للعلامات المبكرة للمرض أرخص بكثير وأكثر أمناً.

و قد قام فريق البحث، الذي شارك في مرفق الإشعاع السينكروتروني الأوروبي European Synchrotron Radiation Facility وجامعة موناش Monash University، ببناء مقاربة تصويرية غير تقليدية تعرف باسم "التصوير الشبحي" ghost imaging لالتقاط صور الأشعة السينية ثلاثية الأبعاد داخل المقصورة والتي تكون معتمة للضوء المرئي.

وقال الدكتور أندرو كينجستون

Andrew Kingston

، رئيس فريق البحث، إن هذه الدراسة هي الأولى التي تحقق التصوير بالأشعة السينية ثلاثية الأبعاد باستخدام أسلوب تصوير الأشباح، الذي يمكن أن يجعل التصوير الطبي ثلاثي الأبعاد أرخص بكثير وأكثر أمانًا وأكثر سهولة.

 

نقاط القوة في التقنية الجديدة

و يضيف الدكتور كينجستون من مدرسة ANU البحثية للفيزياء والهندسة "إن جمال استخدام تقنية تصوير الأشباح للتصوير ثلاثي الأبعاد يكمن في أن معظم جرعة الأشعة السينية لا تكون موجهة نحو العضو (أو المكان) الذي تريد التقاطه - وهذه هي طبيعة ما نقوم به" ،.

و يؤكد الدكتور كينجستون على وجود " إمكانات كبيرة لخفض الجرعات بشكل ملحوظ من الأشعة السينية في التصوير الطبي مع تصوير مخفي ثلاثي الأبعاد ولتحسين الكشف المبكر لأمراض مثل سرطان الثدي".

و كما هو معلوم فإن التعرض للإشعاعات الكثيرة من التصوير بالأشعة السينية الطبية يمكن أن يزيد خطر الإصابة بالسرطان، مما يحد من عدد المرات التي يمكن اختبار المرضى فيها مع أنظمة التصوير المقطعي المحوسب Computerized Tomography CT:، والتصوير الشعاعي للثدي ثلاثي الأبعاد لفحص سرطان الثدي 3D mammography وغيرها من أساليب التصوير بالأشعة السينية ثلاثية الأبعاد.

 

و في سياق التكاليف المنخفضة للنظام الجديد قال الدكتور كينجستون أنه "لا يتطلب تغيير طريقة عملنا وجود كاميرا X-ray على الإطلاق ، بل مجرد جهاز استشعار - وهذا من شأنه أن يجعل إعداد التصوير الطبي ثلاثي الأبعاد أرخص بكثير".

 

تفصيل مبدأي للتقنية

ومن خلال الاستدلال بنهج "إثبات المفهوم" The proof-of-concept approach نقوم بأخذ صورة شبح ثلاثية الأبعاد لجسم بسيط بقطر 5.6 مم عند دقة منخفضة نسبياً تبلغ حوالي 0.1 مم.

حيث أن الباحثون ابتكروا نظاماً جديداً لقياس التصوير باستخدام ناظم يستخدم سلسلة من الأشعة السينية ذات الأنماط. و من ثم تم تقسيم كل حزمة إلى حزمتين متطابقتين. و بعد ذلك تم تسجيل النمط في الحزمة الأولية، والتي كانت بمثابة المرجع لأنها لم تمر أبداً من خلال الجسم أو العضو الذي كان يقوم الباحثون بتصويره. أما الحزمة الثانوية فقد مرت عبر الجسم، مع مجموع إرسال الأشعة السينية المقاسة -فقط- بواسطة جهاز استشعار واحد. ثم بعد ذلك استخدم الباحثون جهاز كمبيوتر لإنشاء صورة إسقاط بالأشعة السينية ثنائية الأبعاد للجسم من هذه القياسات.

و تم تكرار هذه العملية مع الجسم/العضو في اتجاهات مختلفة -عدة مرات- لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد.

 

أهم ما في هذا الابتكار

و يشير الدكتور كينجستون إلى أن "أهم ما في هذا الابتكار هو توسيع هذا المفهوم ثنائي الأبعاد للوصول إلى تصوير ثلاثي الأبعاد للأجسام الداخلية غير الشافّة للضوء المرئي".

و يمكن التأكيد على أن " تصوير أشباح الأشعة السينية ثلاثي الأبعاد، أو التصوير المقطعي للأشباح، هو مجال جديد تماماً، لذا فهناك فرصة للمجتمع العلمي والصناعي للعمل معاً لاستكشاف هذا الابتكار المثير وتطويره".

و في معرِض التأكيد على أهمية هذا الإنجاز يقول البروفسور المشارك ديفيد باجانين

David Paganin

من جامعة موناش

Monash University

إن إنجاز هذا الفريق يمكن مقارنته بالأيام الأولى للمجاهر الإلكترونية، و التي لا يمكن أن تحقق إلا تكبير بمقدار 14 مرة.

و يضيف البرفسور باجانين "إن هذه النتيجة لم تكن جيدة بقدر ما يمكن الحصول عليها حتى مع أضعف العدسات الزجاجية باستخدام الضوء المرئي". "ومع ذلك، فإن الميكروسكوب الذي يستخدم الإلكترونات بدلاً من الضوء كان له القدرة - المحققة فقط بعد عقود من التطور اللاحق - على رؤية الذرات الفردية، التي هي أصغر بكثير من المجهر العادي باستخدام الضوء المرئي الذي يمكن رؤيته".

 تم ترجمة المقال من قبلخبير الإعلام الإلكتروني

الإعلامي . عماد عبدالله المصطفى

المصدر