ساخت یک اسکنر بدن پیشرفته با استفاده از تکنولوژی حرکت سنجی کنسول نینتندو

گروهی از پزشکان و مهندسان در همکاری با هم یک اسکنر بدن پیشرفته ساختند. برای ساخت این اسکنر بدن سه بعدی از تکنولوژی حرکت سنجی کنترلرهای کنسول Wii نینتندو استفاده شده است.

خلاقیت سبب می‌شود بتوان دستگاه‌هایی در ابعاد کوچک با کاربردهایی زیاد ساخت. جاشوئا برودر (Joshua Broder) یک پزشک اتاق اورژانس در دانشگاه دوک آمریکا است. سوالی که در ذهن وی جرقه زد سبب خلق ایده‌ای شگفت‌انگیز برای ساخت یک اسکنر بدن پیشرفته اما کوچک و قابل حمل شد. وی از دقت بالای کنترلر دستی کنسول نینتندو Wii فرزند خود متعجب شده بود. به نظر وی قدرت تشخیص حرکت این کنترلر از ماشین فراصوت پیشرفته وی که در پزشکی از آن استفاده می‌کند بیشتر است.

یک روز و درست در زمانی که فرزند جاشوئا مشغول بازی با این کنسول بود، ایده‌ای جالبی به ذهن او آمد؛ آیا استفاده از تکنولوژی حرکت سنجی بسیار دقیق کنترلر این کنسول در ماشین فراصوت مد نظر او، سبب درک بهتر زوایایی که از آنجا اسکن بدن صورت می‌گیرد نخواهد شد؟

با استفاده از تکنولوژی فراصوتی کنونی که به صورت متداول توسط پزشک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، آن‌ها تنها می‌توانند یک برش دیداری دو بعدی از یک ارگان بدن داشته باشند. به عقیده دکتر برودر، به خاطر عدم وجود جزییات بصری کافی در تصاویر ثبت شده با استفاده از این تکنولوژی، امکان مشاهده به صورت اشتباه وجود دارد. اما با تکیه بر سیستم‌های تصویربرداری سه بعدی پیشرفته همچون ماشین‌های MRI و یا حتی CT می‌توان دیدی کامل از ساختار یک بافت بدن بیمار به دست آورد.

MRI را به عنوان یک اسکنر بدن پیشرفته و پرهزینه می‌شناسند که هزینه‌های زیادی را برای بیمار در پی دارد. به منظور اسکن بخش خاصی از بدن بیمار باید وی را درون دستگاهی گرداند تا بلکه بتوان تصویری دقیق از بافت خاصی از بدن تهیه کرد.

اما ایده دکتر برودر سبب تبدیل یک ماشین فراصوت دو بعدی به یک اسکنر بدن سه بعدی شد. کاهش هزینه و سرعت انجام کار تنها بخشی از مزایای این سیستم تصویربرداری نوین است. بیماران به منظور تصویربرداری از بخشی خاص از بدنشان، ناچار مجبور می‌شوند مضرات تشعشعات رادیویی سی‌تی اسکن‌ها را به جان بخرند. اما با وسیله جدیدی که دکتر برودر اختراع کرده می‌توان از این تشعشعات در امان بود.

تهیه تصویر سه بعدی نیازمند اطلاع دقیق از زاویه گره بر بدن است. در اینجا تکنولوژی حرکت سنجی دارای دقت بالای کنترلر کنسول نینتندو Wii کارایی خود را نشان می‌دهد. یکی از مشکلاتی که پیش روی دکتر برودر و همکاران مهندس وی قرار داشت، ساخت این اسکنر بدن پیشرفته مطابق با استانداردهای بیمارستانی بود. آن‌ها برای توسعه دستگاه مورد نظر خود از یک اختراع ثبت شده دکتر برودر و همچنین پرینتر سه بعدی کمک گرفتند.

در اسکنر بدن پیشرفته ساخت دست این تیم، از یک میکروچیپ ۱۰ دلاری به منظور تشخیص جهت استفاده می‌شود. مشابه این چیپست در کنترلر کنسول نینتندو Wii و همچنین گوشی های هوشمند وجود دارد. مثال ساده کاربرد این چیپست، تشخیص نحوه قرارگیری گوشی هوشمند است. به این ترتیب در صورت چرخاندن نمایشگر و نگه داشتن آن به صورت افقی، محتوا نیز به صورت عریض نمایش داده خواهد شد.

همانطور که پزشک با استفاده از اسکنر بدن جدید قسمت‌ مورد نظر را اسکن می‌کند، میکروچیپ جهت قرارگیری وسیله را به ثبت می‌رساند. در ادامه اطلاعات ثبت شده به یک نرم افزار داده می‌شود. این نرم افزار صدها برش دیداری دو بعدی از آن بافت را به یکدیگر چسبانده و یک تصویر سه بعدی ارائه می‌کند.

تمامی تصاویر دو بعدی نیز به صورت جداگانه در اختیار پزشک قرار می‌گیرند و می‌توان آن‌ها را در عرض چند ثانیه در نمایشگر مشاهده کرد. آن‌ها تقریبا شبیه به نسخه سه بعدی تصاویر ایکس‌ری سیاه و سفید به نظر می‌رسند. پزشک می‌تواند بین عکس‌ها جستجو کرده و بر اساس زاویه دید آن‌ها را انتخاب کند و به بررسی بپردازد.

دقت اسکنر بدن پیشرفته سه بعدی دکتر برودر به اندازه ماشین‌های MRI و CT نیست، چرا که آن‌ها قادر هستند درون استخوان‌ها و هوا را نیز مشاهده کنند. از طرفی دیگر موج‌های فراصوت با سایه صوتی که اطراف اجرام همچون استخوان‌ها شکل می‌گیرد مسدود می‌شوند.

اما اضافه کردن میکروچیپ کنترل حرکت به ماشین فراصوت متداول پزشکی سبب می‌شود بتوان طی چند ثانیه، به تصویری سه بعدی از قسمت مورد نظر دست پیدا کرد. کافی است پزشک‌ها دستگاه را بر روی سطح پوست حرکت بدهند. به عقیده دکتر برودر که یک پزشک بخش فوریت‌های پزشکی است، سرعت در اسکن بدن و دریافت سریع نتیجه اهمیت بسیار زیادی در موارد اورژانسی دارد. کوچک بودن این وسیله کار را با آن را بسیار راحت‌ می‌کند. این مورد نیز به اعتقاد دکتر برودر فاکتوری بسیار مهم است.

تیم تحقیقاتی مدتی است برای تست این اسکنر، با استفاده از آن به اسکن بخش‌های مختلف بدن می‌پردازد. تست‌های بالینی زیادی نیز صورت گرفته است. آن‌ها تاکنون با دستگاه تازه اختراع شده خود مغز جنین، کبد، طحال و حتی تخمدان انسان را اسکن کرده‌اند.

این وسیله تاکنون حین معاینه تعداد زیادی از بیماران مراجعه‌کننده به مرکaز دانشگاه دوک مورد استفاده قرار گرفته است. به عقیده بیماران اسکنر بدن جدید دکتر برودر در مقایسه با روش‌های پیشین اسکن بدن سرعت بیشتری داشته و همچنین بسیار راحت است. کوچک بودن این دستگاه سبب می‌شود بتوان آن را دقیقا در محل مورد نظر قرار داد و از ثبت تصویر از سایر نواحی بدن جلوگیری می‌شود.

این نخستین مرتبه‌ای نیست که پزشک‌ها برای کمک به بیمارها از کنترلر کنسول نینتندو Wii استفاده کرده‌اند. در سال ۲۰۱۲ از دو کنترلر این کنسول برای کمک به پزشک‌ها به منظور تشخیص وضعیت انحراف چشم استفاده شد. دکتر برودر اعلام کرد پیش از این نیز چند اسکنر سه بعدی کوچک ساخته شده بودند، اما هزینه ساخت هیچ‌کدام به اندازه وسیله وی پایین نبوده و همچنین استفاده از هیچ‌کدام تا این اندازه راحت نبوده است.a