اندازه گیری دما به صورت دو بعدی، بدون تماس، با دوربین تک شات فوق سریع —


یک تکنیک تصویربرداری جدید، که توسط تیم‌های پروفسور Jinyang Liang و Fiorenzo Vetrone در انستیتو ملی علمی recherche (INRS) توسعه یافته است، می‌تواند دما را به صورت دو بعدی، بدون تماس و تنها در یک لحظه اندازه‌گیری کند. نتایج تحقیقات آنها در مجله منتشر شد ارتباطات طبیعت. این تشخیص دقیق دما در زمان واقعی می‌تواند روزی نوردرمانی را بهبود بخشد و به تشخیص زودهنگام سرطان‌های پوست کمک کند.

این فناوری که به عنوان دماسنج تصویربرداری طول عمر فوتولومینسانس تک شات (SPLIT) شناخته می شود، بر اساس درخشندگی نانوذرات آغشته به یون های خاکی کمیاب است. پروفسور وترون، یکی از پیشگامان این حوزه مطالعاتی، می گوید: “آنها به عنوان نانو دماسنج در نظر گرفته می شوند، زیرا خواص درخشندگی آنها با دمای محیط تغییر می کند. آنها همچنین زیست سازگار هستند.”

به جای تصویربرداری از لومینسانس نقطه به نقطه، که زمان بر است، SPLIT از یک دوربین جدید با سرعت فوق العاده برای ردیابی سرعت فروپاشی لومینسانس این نانوذرات در هر نقطه فضایی استفاده می کند. Xianglei Liu، دانشجوی دکترا می گوید: “دوربین ما با دوربین معمولی متفاوت است، جایی که هر کلیک یک تصویر می دهد: دوربین ما با گرفتن تمام تصاویر یک رویداد پویا در یک عکس فوری کار می کند. سپس آنها را یک به یک بازسازی می کنیم.” در INRS و نویسنده اصلی این مقاله.

سپس می توان دما را با بررسی سرعت محو شدن نور ساطع شده حس کرد. از آنجایی که در زمان واقعی است، SPLIT می تواند پدیده را در صورت وقوع دنبال کند. برای اولین بار، دماسنج لومینسانس را با استفاده از طول عمر نانوذره با یک نمونه متحرک فعال می کند. پروفسور لیانگ، متخصص در تصویربرداری فوق سریع، می‌افزاید: “در مقایسه با تکنیک‌های دماسنجی موجود، SPLIT سریع‌تر است و وضوح بالاتری دارد. این امکان سنجش دقیق‌تر دما را با یک راه‌حل پیشرفته و اقتصادی فراهم می‌کند.”

برنامه های کاربردی سلامت

پروفسورهای لیانگ و وترون معتقدند که فناوری SPLIT می‌تواند، از جمله موارد دیگر، توانایی تشخیص و درمان سرطان‌های پوست را افزایش دهد. در حال حاضر، ظرفیت تشخیص ملانوم، و به طور خاص میکروملانوم، هنوز محدود است. رویکردهای تشخیصی موجود به دلیل تهاجمی بودن، وضوح و دقت آنها محدود شده است، که منجر به تعداد زیادی بیوپسی غیر ضروری می شود.

بنابراین می توان از دماسنج نوری برای شناسایی سلول های سرطانی استفاده کرد که متابولیسم سریع آنها به دمای بالاتری نسبت به بافت طبیعی منجر می شود و با SPLIT آنها را بیشتر قابل مشاهده می کند.

برای تشخیص ملانوما، کلینیک ها می توانند از دوربین حرارتی استفاده کنند، اما وضوح آن پایین است. پروفسور لیانگ می گوید: “SPLIT یک گام مهم در توسعه فنی است. با وضوح بالا، این فناوری می تواند برای مکان یابی دقیق خال سرطانی استفاده شود.”

فراتر از تشخیص، این فناوری همچنین می تواند برای نظارت بر دوز نور در طول انواع خاصی از درمان استفاده شود. به عنوان مثال، فتوترمال درمانی از طریق گرمای ایجاد شده در معرض نور مادون قرمز نزدیک به سلول های سرطانی حمله می کند. “ما می خواهیم سرطان را ریشه کن کنیم، اما نه بافت اطراف را، بنابراین اگر دما خیلی بالا باشد، می توان درمان را کاهش داد یا برای مدتی متوقف کرد. اگر خیلی کم است، می توانیم نور را برای دریافت دوز مناسب افزایش دهیم.” وترون می گوید.

در سال 2020، انجمن سرطان کانادا تخمین زد که 8000 کانادایی به تنهایی به این نوع سرطان مبتلا شده اند.

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط انستیتو ملی علمی پژوهشی – INRS. نوشته اصلی توسط Audrey-Maude Vézina. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.