اختراع دستگاه آندوسکوپی با لوله باریک که بیمار را کمتر اذیت می‌کند

اگر به انجام معاینات منظم سلامت عادت دارید، با آندوسکوپی آشنا هستید. آندوسکوپ یک دستگاه تصویربرداری متشکل از یک دوربین و یک راهنمای نوری است که به یک لوله انعطاف پذیر بلند متصل است.

این دستگاه برای به دست آوردن تصاویری از داخل بدن انسان و بالاخص سیستم گوارشی مفید است. به عنوان مثال، آندوسکوپی معده و کولون به طور گسترده ای برای تشخیص زودهنگام بیماری‌هایی مانند انواع زخم و سرطان استفاده می‌شود.

به طور کلی، آندوسکوپ با اتصال یک سنسور دوربین به انتهای پروب یا لوله کاوشگر و یا استفاده از یک فیبر نوری ساخته می‌شود که امکان انتقال اطلاعات با استفاده از نور را فراهم می‌کند.

در آندوسکوپ‌هایی که از سنسور دوربین استفاده می‌کنند، ضخامت پروب افزایش می‌یابد و به همین دلیل، عمل آندوسکوپی نسبتاً تهاجمی تر می‌شود. اما در مورد آندوسکوپ دارای سیستم فیبر نوری، می‌توان آن را به شکل نازک تری تولید کرد که وضعیت تهاجمی آن را به حداقل می‌رساند و باعث ناراحتی بسیار کمتری برای بیماران می‌شود.

با این حال، نقطه ضعف این گونه دستگاه‌ها آن است که انجام تصویربرداری با وضوح بالا در آن‌ها دشوار است. زیرا وضوح تصویر به‌دست‌آمده توسط اندازه هسته‌های فیبر مجزا محدود می‌شود و بسیاری از اطلاعات تصویر نیز به دلیل انعکاس از نوک پروب از دست می‌روند. علاوه بر این، در آندوسکوپی فیبری، اغلب لازم است که هدف عمل را با مواد فلورسانس برچسب گذاری کنیم، به خصوص در نمونه‌های بیولوژیکی که دارای بازتابش کمی هستند.

برای رفع این معضل، محققانی از موسسه علوم پایه کره جنوبی موفق به ساخت یک سیستم آندوسکوپ هولوگرافیک با وضوح بالا شده اند که بر محدودیت‌های قبلی غلبه کرده و قادر به بازسازی تصاویر با وضوح بالا، بدون اتصال لنز یا تجهیزاتی به انتهای بسته فیبر است.

این شاهکار فناورانه با اندازه گیری تصاویر هولوگرافیک از امواج نوری که از جسم منعکس شده و توسط بسته فیبر گرفته می‌شود، کار خود را انجام می‌دهد.

در این اختراع به طور خاص، یک الگوریتم بهینه‌سازی تصویر منسجم و منحصربه‌فرد برای حذف تاخیرهای فاز ناشی از فیبر و در نتیجه تشخیص و بازسازی صحیح تصویر با وضوح بالا توسعه داده شده است.

از آنجایی که آندوسکوپ توسعه‌یافته هیچ تجهیزاتی را به انتهای فیبر نوری متصل نمی‌کند، قطر پروب یا لوله انعطاف پذیر آن تنها 350 میکرومتر است که به عبارتی حتی نازک‌تر از سوزن مورد استفاده برای تزریق زیرپوستی است.

محققان کره ای با استفاده از این رویکرد، توانستند تصاویری با وضوح بالا با وضوح فضایی 850 نانومتر به دست آورند که بسیار کوچک تر از اندازه هسته بسته فیبر نوری است.

به اعتقاد محققان کره ای، با این آندوسکوپ جدید می‌توان ساختارهای داخلی بدن را به روشی کم تهاجمی تصویربرداری کرد و ناراحتی کمتری را به بیماران تحمیل نمود.

آن‌ها می‌گویند: این سیستم، امکان مشاهده مستقیم حفره‌هایی به کوچکی رگ‌ها و کوچک‌ترین راه‌های هوایی در ریه‌ها را به ما می‌دهد که با فناوری‌های قبلی غیرممکن بود.

این محققان حتی اشاره کرده اند: استفاده از آندوسکوپ جدید آن‌ها می‌تواند فراتر از حوزه پزشکی باشد، زیرا به طور بالقوه می‌تواند برای بازرسی‌های صنعتی نیمه‌هادی‌ها و ریزپردازنده‌ها مفید واقع شود.

گزارش فنی این اختراع قابل توجه و مهم را نشریه Nature Communications منتشر کرده است.