جهاز قابل للارتداء لتتبع ديناميكيات الدم في الوقت الفعلي أثناء التنقل
طور الباحثون ساعة تصوير ضوئي صوتي لتصوير عالي الدقة للأوعية الدموية في الجلد. إذ يمكن للجهاز القابل للارتداء توفير طريقة غير جراحية لتتبع ديناميكيات الدم ومراقبة مؤشرات الدورة الدموية مثل: معدل ضربات القلب وضغط الدم وتشبع الأكسجين. التي يمكن أن تشير إلى مدى كفاءة القلب.
تقنية جديدة لتتبع ديناميكيات الدم
على الرغم من أن التصوير الصوتي الضوئي حساس للغاية للتغيرات في ديناميكا الدم، إلا أن الصعوبات في تصغير وتحسين واجهة التصوير قد قيد من تطوير الأجهزة الصوتية الضوئية التي يمكن ارتداؤها. وتعد هذه الساعة أول جهاز ضوئي صوتي قابل للارتداء ومناسب لتطبيقات الرعاية الصحية.
يتكون الجهاز من ساعة ذات واجهة تصوير، وجهاز كمبيوتر محمول وحقيبة ظهر تحتوي على الليزر ومصدر الطاقة. وأظهرت الاختبارات التي أجريت على متطوعين يتحركون بحرية إمكانية استخدام الجهاز لمراقبة تغيرات تدفق الدم أثناء الأنشطة المختلفة، مثل المشي.
من الممكن استخدام أنظمة التصوير المصغرة القابلة للارتداء للتشخيص الأولي للأمراض أو للمراقبة طويلة المدى للعوامل المتعلقة بالدورة الدموية، ما يوفر رؤى قيمة لتوجيه علاجات الأمراض المختلفة. كما يمكن استخدام هذه التقنية في الكشف المبكر عن الأمراض الجلدية مثل الصدفية والورم الميلانيني أو لتحليل الحروق. وبذلك فإن هذا الجهاز يوفر طريقة غير جراحية لدراسة أو اكتشاف التغيرات في تدفق الدم المرتبطة بأمراض أو أنشطة مختلفة.
على الرغم من أن التصوير الضوئي الصوتي لا يزال في المقام الأول أداة بحثية. إلا أنه بدأ يجد تطبيقًا سريريًا في مجالات مثل تصوير السرطان والأوعية الدموية والأمراض الجلدية.
تصميم الجهاز
لتحويل ما هو عادة أداة ضخمة إلى شيء يمكن ارتداؤه أثناء التنقل، طور الباحثون نظامًا مجهريًا ضوئيًا صوتيًا مدمجًا بدقة وضوح يعتمد على ليزر نبضي مدمج، ومسار ضوئي ضيق قائم على الألياف، ونظام إلكتروني متكامل موجود في حقيبة ظهر تزن 7 كيلوجرامات.
كما قاموا بتصميم جهاز محمول لتخزين الصور وإنشاء واجهة تصوير مصغرة من نوع الساعة مع مستوى بؤري قابل للتعديل وشاشة عرض لعرض الصور في الوقت الفعلي.
صمم الباحثون النظام بحيث يمكن استخدامه للتصوير أثناء تحرك الشخص الذي يرتديه بحرية. كما أنه يتميز بتركيز ليزر قابل للتكيف، وهو أمر ضروري لتصوير الهياكل متعددة الطبقات مثل الجلد. يتمتع نظام التصوير الضوئي الصوتي بدقة جانبية تبلغ 8.7 ميكرومتر، وهو ما يكفي لتحليل معظم الأوعية الدقيقة في الجلد. ويبلغ الحد الأقصى لمجال الرؤية حوالي 3 مم، وهو مناسب لالتقاط تفاصيل الأوعية الدموية الدقيقة.
اختبر الباحثون الجهاز مع متطوعين لتقييم وظيفة تحويل التركيز للساعة وقدرة النظام على اكتشاف تغيرات تدفق الدم على مدى فترة طويلة في ظل ظروف مختلفة. وأظهرت هذه الاختبارات أن النظام قابل للاستخدام، ومستقر بدرجة كافية للسماح بحرية الحركة.
يعمل الباحثون الآن على إنشاء نظام يستخدم مصدر ليزر أصغر مع معدل تكرار أعلى. وهذا سيجعل النظام أكثر إحكاما وأخف وزنًا مع تعزيز السلامة والدقة الزمنية.
يأمل الباحثون تطوير ساعة ضوئية صوتية a photoacoustic imaging watch أكثر تقدما وذكاء لا تتطلب حقيبة ظهر. كما يعمل الباحثون أيضًا على ضمان استقرار المسار البصري المرتبط بالألياف على مدى فترات طويلة وتحت ظروف أكثر شدة مثل الجري والقفز.
إنهم يريدون أيضًا دمج الإضاءة متعددة الأطياف، التي من شأنها السماح بالحصول على معلومات فسيولوجية إضافية، بما في ذلك تشبع الأكسجين وسرعة تدفق الدم، والتقييم الكمي للمعلومات مثل رقم الوعاء وحجمه. يمكن أن تساعد هذه القدرات في تتبع دينامكيات الدم ودعم التشخيص المبكر لحالات مثل السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية.
