Lasers in medical imaging and diagnosis- b-biotech-blog

1. مقدمة :

تعرفنا في  مقالات  سابقة على  تعاريف البيو تكنولوجيا الرسمية والدولية وكذا تاريخها ومستقبلها  ، كما تعرفنا على  العلوم الأساسية  و التقنية وغير التقنية و  العلوم الإقتصادية والتجارية والمالية والإدارية   وكذا العلوم الإجتماعية والإنسانية المساهمة في البيوتكنولوجيا إلى جانب العلوم الجنائية والعسكرية والأمنية  وفروعها المساهمة في البيوتكنولوجيا   . كما تعرفنا على علم  ليزر البيوضوئيات و تاريخ الليزر  وخصائصه  و أسس تصنيفه  وعلى أنظمة استلامه وتوصيله وتطبيقاته الطبية   وعلى تأثيره الحراري الضوئي والميكانيكي .  وفي هذه المقالة سنتعرف  على  الليزر في التصوير والتشخيص الطبي

2.الليزر في التصوير والتشخيص الطبي

يُستخدم الليزر في مجموعة متنوعة من التطبيقات في التصوير الطبي والتشخيص نظرًا لقدرته على توفير ضوء عالي التركيز والتحكم فيه. وفيما يلي بعض طرق استخدام الليزر في هذا المجال:

1. **التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT)**:

 التصوير المقطعي التوافقي البصري (OCT) عبارة عن تقنية تصوير طبي عالية الدقة تستخدم قياس التداخل البصري للحصول على صور ثلاثية الأبعاد للأنسجة البيولوجية. تُستخدم أشعة الليزر منخفضة التماسك ذات النطاق العريض في OCT لتوفير ضوء متماسك عالي الجودة يمكنه اختراق الأنسجة البيولوجية وتقديم صور مفصلة للهياكل الداخلية، مثل شبكية العين والقرنية والجلد.

2. **التصوير الفلوري بالليزر (LFI)**:

 تستخدم هذه التقنية أشعة الليزر لإثارة الفلوروفورات في الأنسجة البيولوجية، مما يؤدي إلى توليد الفلورة. يتم استخدام LFI في تطبيقات مثل اكتشاف الورم عن طريق إعطاء عوامل التباين الفلورسنت التي تتراكم بشكل انتقائي في الخلايا السرطانية. يستخدم الليزر لإثارة عوامل التباين، مما يسمح برؤية المناطق المتضررة.

3. **التنظير بالليزر**:

 يُستخدم الليزر في المناظير لتوفير الإضاءة وتوجيه جهاز التنظير إلى المناطق محل الاهتمام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام الليزر في العلاجات بالمنظار، مثل استئصال الأنسجة، والتخثر، واستئصال الآفة.

4. **العلاج الضوئي بالليزر**: 

يتضمن العلاج الضوئي بالليزر استخدام الليزر لعلاج الحالات الطبية المختلفة. على سبيل المثال، يتم استخدام أشعة الليزر منخفضة الطاقة في علاجات التجديد الضوئي لتحسين مظهر الجلد وتقليل التجاعيد. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم العلاج الضوئي بالليزر في علاج الأمراض الجلدية، مثل حب الشباب والصدفية.

5. **تصوير الثدي بالأشعة السينية المستحثة بالليزر (LIXEM)**: 

تستخدم هذه التقنية الليزر لتوليد أشعة سينية من وسط مستهدف. تتم دراسة LIXEM كبديل محتمل أكثر أمانًا وفعالية للتصوير الشعاعي للثدي التقليدي للكشف المبكر عن سرطان الثدي.

شكل : تقنية التجسيم الفراغي المجهري الليزري(Laser Micro-holography) واستخداماتها في مجال التصوير والتشخيص الطبي

·        دخلت أشعة الليزر مجال التصوير الطبي بعديد التقنيات كالتصوير الضوئي الصوتي (photoacoustic imaging (PAI))  والذي يعتمد في أساسه في تشعيع النسيج بليزر نبضي مولد لموجات صوتية تستغل في التصوير. وتعزز الإشارة الصوت ضوئية إما استثارة الكروموفورات النسيجية الأصلية كالميلانين والهيموغلوبين والماء والدهون أو على الصبغات المضافة كأخضر الأندوسيانين وأزرق الميثيلين وأزرق إيفان Evans blue أو على جزيئات نانوية كجزيئات الذهب ذات التاثيرضوؤحراري الذي استغل في القضاء على الأورام إذا شعع بليزر الدايود. (808 nm, 4 W/cm², 3 min) (Young et al. 2012)

·        والتصوير بالأشعة المقطعية المتشاكهة ضوئيا (Optical Coherence Tomography(OCT)، وهي تقنية غير مخربة للأنسجة تعتمد على استخدام ليزر أشعة تحت الحمراء القريبة مولد لصور مقطعية للأنسجة كالجلد وشبكية العين والأعصاب والاوعية وحاليا تعتبر كأداة تشخيصية ناجعة في طب القلب والعيون والجلد والأسنان وغيرها.

·        وتقنية تطاير رامان المعزز سطحيا (Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) وهي تقنية متطورة للمطيافية الليزرية المقرونة بالبنى النانوية المعدنية المولدة لأطياف رامان المساعدة في التصوير والتشخيص السريريين.

خلاصة

باختصار، يلعب الليزر دورًا مهمًا في التصوير والتشخيص الطبي، مما يتيح تقنيات التصور والعلاج والكشف عن الأمراض المتقدمة. إن قدرتها على توفير ضوء عالي التركيز والتحكم فيه تجعلها أدوات قيمة لمجموعة واسعة من التطبيقات الطبية.

 للمزيد من المعلومات الإطلاع على كتاب 

Laser Biophotonics: Principles and Applications in Medicine and

Life Sciences

للمؤلف د. بن عمر شبة