استفاده از فناوری جدید برای کشف تنش در بافت انسانی

محققان یک روش سونوگرافی جدید ابداع کرده اند که برای اولین بار اندازه گیری تنش را در بافت انسانی ممکن می کند و به طور بالقوه در زمینه تشخیص انواع بیماری ها انقلاب ایجاد می کند.

به گزارش خبرنگار گروه علم و پیشرفت خبرگزاری فارس به نقل از نیواطلس، یک دستگاه مافوق صوت امواج صوتی با فرکانس بالا را به سمت ساختارهای داخلی بدن هدایت می کند و صدای بازتابیده شده را برای ایجاد یک تصویر به صورت آنی ضبط می کند. سونوگرافی ارزان تر، سریع تر و در دسترس تر از سایر تکنیک های تصویربرداری مانند MRI است. این روش می تواند ناهنجاری هایی را نشان دهد که فقط با حرکت قابل مشاهده هستند، به عنوان مثال، می توان به بیماری مفصل شانه اشاره کرد.

سونوگرافی تشخیصی برای تعیین اینکه آیا بافت ها یا اندام ها به درستی کار می کنند استفاده می شود. از سونوگرافی تشخیصی غیرتهاجمی می توان برای بررسی وضعیت شکم، سینه ها، کلیه ها، لگن، تیرویید، عضلات و استخوان ها و جریان خون استفاده کرد. در حالی که سونوگرافی اطلاعات ارزشمندی را برای تشخیص و درمان بیماری ها و شرایط مختلف ارائه می دهد، اما محدودیت هایی هم دارد.

یکی از این محدودیت ها ناتوانی سونوگرافی برای اندازه گیری سطح تنش در بافت انسان است. این امر باعث شد تا محققان دانشگاه شفیلد با همکاری محققان هاروارد، دانشگاه تسینگ هوا و دانشگاه گالوی، یک فناوری جدید سونوگرافی را ابداع کنند که می تواند بین بافت سفت و بافتی که تحت کشش و تنش است تمایز قائل شود.

هنگامی که به بیمارستان می روید، ممکن است پزشک از یک دستگاه سونوگرافی برای تهیه تصویری از اندامی مانند کبد یا قسمت دیگری از بدن شما مانند روده استفاده کند تا کشف علت مشکل را ممکن کند. اما این تصویر به تنهایی برای تشخیص غیرطبیعی بودن وضعیت هر یک از بافت های بدن کافی نیست.

بافت های انسانی می توانند تنش های مکانیکی را حس کرده و به آن پاسخ دهند و شکل خود را بر این اساس تطبیق دهند. انقباضات عضلانی روزمره به این استرس اضافه می کنند، به این معنی که تمام بافت های زنده تحت فشارهای مکانیکی هستند، حتی زمانی که در حالت استراحت هستند. تنش های مکانیکی بر روی مواد نرم مصنوعی مانند بیوالکترونیک های نرم قابل پوشیدن و کاشته شده نیز تأثیر می گذارد.

اندازه گیری استرس در بافت ها و مواد نرم مصنوعی برای تعیین عملکرد مناسب آنها مهم است، اما اندازه گیری آن چالش برانگیز است، بنابراین محققان برای پاسخ به این سوال به پدیده ای به نام اثر آکوستولاستیک توجه کردند. اصل آکوستولاستیک به زبان ساده این است: هر چه کشش بیشتر باشد، امواج صوتی سریع تر پخش می شوند.

محققان با تطبیق روشی که معمولاً برای اندازه گیری تنش در طول خطوط راه آهن استفاده می شود، دو موج صوتی را در جهات مختلف ارسال کردند و با استفاده از یک نظریه ریاضی که ابداع کرده بودند، تنش را به سرعت امواج مرتبط کردند.

محققان از نوع خاصی از موج به نام موج برشی استفاده کردند. این موج یک موج الاستیک است که برخلاف موج سطحی می تواند در بدنه یک جسم حرکت کند. آنها با استفاده از امواج برشی توانستند میزان کشش را ابتدا در داخل هیدروژل و سپس در داخل عضله اسکلتی خوک با موفقیت اندازه گیری کنند.

این اولین روش سونوگرافی است که قادر به اندازه گیری تنش در هر نوع بافت نرم است و محققان در مورد استفاده بالقوه آن هیجان زده هستند. از این روش می توان برای ساخت دستگاه های سونوگرافی جدید که قادر به تشخیص زودتر بافت غیرطبیعی و بیماری هستند استفاده کرد. محققان بر این باورند که این روش در سایر رشته ها مانند مهندسی زیست پزشکی، زیست شناسی و فیزیک ماده نرم کاربرد خواهد داشت.

پایان پیام/