پزشکی بالینی

محققان دانشگاه کلمبیا موفق به تولید میکروسکوپ سه‌بعدی شده‌اند که امکان مشاهده نورون ها در داخل مغز و ضربان سلول‌های قلب را فراهم می‌کند. میکروسکوپ Scape که توسط محققان مرکز پزشکی دانشگاه کلمبیا طراحی شده است، قادر به تهیه تصاویر سه‌بعدی 100 برابر سریعتر از فناوری‌های موجود است. برخلاف میکروسکوپ‌های موجود، در میکروسکوپ Scape از تک لنز استفاده شده است که با حرکت رفت و برگشت نور و بدون ایجاد حرکت در نمونه، تصویر سه‌بعدی تولید می‌کند. 
 محققان با استفاده از این میکروسکوپ موفق به مشاهده آنی تپش سلول‌های قلب گورخر ماهی و فعالیت نورون‌ها در مغز موش شدند. از این سیستم می‌توان برای ثبت جزئیات بسیار دقیق و منحصربفرد ساختارهای بسیار پیچیده، بویژه رمزگشایی از اسرار فعایت لحظه‌ای مغز استفاده کرد. میکروسکوپ Scape در عین کاربردهای خارق‌العاده، از لحاظ استفاده بسیار ساده است و هزینه‌ ساخت آن نیز در مقایسه با نمونه‌های مشابه بسیار کمتر است. محققان دانشگاه کلمبیا در حال طراحی نسل بعدی این میکروسکوپ هستند که از سرعت، دقت، وضوح، حساسیت و عمق بیشتری برخوردار بوده و برای مشاهده سلول‌های بدن انسان کاربرد دارد.  

نوع جديدي از ميکروسکوپ ليزري ابداع شده که مي‌تواند به طور شگفت‌آوري دقت جراحي تومورهاي مغزي را افزايش دهد. اين وسيله جديد به جراحان کمک مي‌کند تا حين جراحي واضح‌تر ببينند که در چه نقطه‌اي بافت توموري تمام شده و بافت سالم آغاز مي‌شود. اين موضوع که چگونه ميشود همه بافت توموري را برداشت، بدون آنکه به بافت سالم مغز آسيبي رساند تا خطر ايجاد disability را به حداقل رساند، همواره يکي از چالش‌هاي مهم جراحان مغز بوده است. محققان اين وسيله جديد را که برمبناي تکنولوژي SRS microscopy است، روي موش زنده و بافت مغزي برداشته شده از يک بيمار مبتلا به glioblastoma multiforme آزمايش کرده‌اند. آنها دريافتند که مي‌توانند در هر دو مورد بافت سالم را از بافت تومورال تشخيص دهند، حتي باريک‌ترين نواحي از سلول‌هاي تومورال نيز در بافت مغزي ديده مي‌شد. اين تيم تحقيقاتي که از دانشگاه ميشيگان و دانشگاه هاروارد هستند، مي‌گويند قدم بعدي، اين است که در کارآزمايي‌هاي انساني نيز اين وسيله را به کار گيرند تا عملکرد آن به خوبي مشخص شود. محقق ارشد اين مطالعه معتقد است: «عليرغم پيشرفت‌هاي بسياري که در زمينه جراحي تومورهاي مغزي ديده مي‌شود، هنوز بقاي اين دسته از بيماران نامناسب است، زيرا جراحان نمي‌توانند تومور را به خوبي حين جراحي ببينند و بتوانند بافت تومورال را کامل بردارند. از سوي ديگر کاملا هم مطمئن نيستند که آيا قبل از اتمام جراحي، واقعا همه بافت تومورال را برداشته‌اند يا خير. اما وسيله جديد بسيار اميدبخش است و کمک زيادي به جراحان و بيماران مي‌کند.» با کمک اين وسيله، تصاوير رنگي SRS از بافت‌هاي زنده با سرعت 30 تصوير در ثانيه نمايش داده مي‌شوند. محققان مي‌گويند دقت اين وسيله در حد رنگ‌آميزي هماتوکسيلين و ائوزين (‌‌‌‌(H&E است؛ روشي که در حال حاضر براي تشخيص بافت تومورهاي مغزي استفاده مي‌شود. اما مزيت استفاده از ميکروسکوپي SRS بر رنگ‌آميزي آن است که در همان زمان عمل قابل انجام و مشاهده است و زمان از دست نمي‌رود. تيم تحقيقاتي مذبور در حال حاضر در تلاش است تا اين تکنولوژي را کوچک‌تر و باثبات‌تر کند تا بتواند در اتاق عمل نيز به راحتي مورد استفاده قرار گيرد. در اين راه، شرکت Invenio Imaging Inc. نيز سرمايه‌گذاري کرده تا به زودي مراحل تحقيقاتي آن به اتمام رسد. يکي از مواردي که آنها مدنظر قرار دارند، آن است که چگونه مي‌توان اين دستگاه را به طور مثال با استفاده از فيبرهاي نوري مقرون به صرفه کرد. مقاله حاصل از اين کار تحقيقاتي در نشريه Science Translational Medicine به چاپ رسيده است.

ميكروسكوپ نوري آزمايشگاهي از نور مرئي كه به وسيله‌ي سيستم‌هاي عدسي متمركز شده است تا نمونه‌هاي تحت بررسي را بزرگ‌نمائي كند، استفاده مي‌كند. اين دستگاه يكي از اجزاي پايه‌ي يك آزمايشگاه باليني است و تقريبا در هر بخش از آزمايشگاه، از شيمي (براي ادرارسنجي) تا هماتولوژي، سيتولوژي، هيستولوژي و ميكروبيولوژي  استفاده مي‌شود.
در هـمـــاتـــولـــوژي، آنــالـيــز مـيـكــروسـكــوپــي سـلــول‌هــاي خــونــي بـراي تشخيـص لـوسمـي، آنمي، و ديگر اختلالات خوني و نيز عفونت‌ها و آلـرژي‌هـا اسـتـفاده مي‌شود. در سيتولوژي و هــيــســتــــولــــوژي، مــــي‌تــــوان بـــا بـــررســـي‌هـــاي ميكروسكوپي، بر اساس تغييرات غيرطبيعي در سلول‌ها يا بافت‌ها، شرايط خوش خيم، بدخيم، التهـاب و پيـش سرطاني را از هم تفكيك كرد. بــررســي مـيكـروسكـوپـي urinary sediment، در تعيين عملكرد كليه اهميت خيلي زيادي دارد و تـركـيـب بـررسـي‌هـاي مـاكـروسـكـوپي (ارزيابي شيميائي) و ميكروسكوپي، ادرارسنجي كامل را فراهم مي‌كند. تكنيك‌هاي انتخابي رنگ آميزي نيز مي‌توانند براي كمك به شناسائي قارچ‌ها، parasites و بـــاكــتــري‌هــا، در مـيـكــروسـكــوپــي استفاده شوند.

PDF متن کامل تجهیزات                متن کامل تجهیزات

با پيشرفت تکنولوژي، آرزوها ديگر در حد آرزو باقي نمي‌مانند و بسياري از آنها به ايده‌ها و سپس طرح‌هاي کاربردي تبديل مي‌شوند. يکي از اين طرح‌ها که حالا به مرحله تجاري رسيده، تبديل موبايل يا تبلت به ميکروسکوپ قابل حمل است. تا به حال شرکت‌هاي مختلفي لنزهاي ويژه دوربين تلفن‌هاي هوشمند و حتي چند ميکروسکوپ را به بازار ارايه کرده‌اند. اما به نظر مي‌رسد که اين ميکروسکوپ تازه نسبت به مدل‌هاي قبلي توانايي‌هاي بيشتري دارد. شرکت تکنولوژي هاي بودلين، ميکروسکوپ ويژه‌اي را ساخته که با تمام گجت‌هاي قابل حمل اپل سازگار است. اين ميکروسکوپ داراي زبانه‌هاي قابل تنظيمي است که مي‌توانيد با استفاده از آنها، لنز را دقيقا سرجاي خودش روي آيپد (ميني يا فول سايز)، آيپاد تاچ يا آيفون (4 و 5) سوار کنيد. اين وسيله که پروسکوپ ميکرو موبايل يا به اختصار پروسکوپ (ProScope) نام دارد، قدرت بزرگنمايي بين 20 تا 80 برابر را داراست. 12 لامپ LED که دورتادور لنز چيده شده‌اند، روشنايي لازم (وبيشتر از آن) را براي تهيه تصاوير با کيفيت بالا فراهم مي‌کنند و باتري ليتيومي که داخل ProScope تعبيه شده، انرژي لازم را براي روشن ماندن اين لامپ‌ها به مدت 5 ساعت پياپي تامين مي‌کند. بازوهاي اين گجت، داراي پايه‌هاي کوچکي هستند تا بتوانيد بدون استفاده از دست مجموعه پروسکوپ و آي‌ديوايس را به کار ببريد. پروسکوپ براي تمام آي‌ديوايس‌ها به قيمتي حدود 150 دلار از هم اکنون قابل خريد است.

گروهی از محققان تایوانی با استفاده از میکروسکوپ تخصصی لیزری بی‌ضرر، توانستند تغییرات طبیعی وابسته به سن سلول‌های پوست را اندازه‌گیری کنند. نتایج این پژوهش می‌تواند به عنوان شاخصی مطمئن برای تعیین اثربخشی فرآورده‌های "ضد پیری" و همچنین مطالعه پدیده عمومی پیری پوست مورد استفاده قرار گیرد. پژوهشگران تایوانی، با به‌کارگیری نور لیزر مادون قرمز بر قسمت پوست ساعد درونی 52 فرد 19 تا 79 ساله، تغییرات پوستی را مورد ارزیابی قرار دادند. پوست ساعد درونی منطقه‌ای است که معمولا از تابش آفتاب که روند پیری طبیعی پوست را تسریع می‌بخشد، در امان است. طی این پژوهش، نور لیزر به عمق 300 میلیونیوم یک متر، جایی که تقریبا اپیدرم (سطحی ترین لایه پوست) و درم (لایه میانی پوست) واقع شده است، نفوذ داده شد.
دانشمندان با استفاده از تکنیک harmonic generation microscopy موسوم به (HGM)، اسکن‌های سه بعدی با قدرت تفکیکی بالایی را از بافت‌های پوستی موردنظر به دست آوردند. اسکن‌های به دست آمده نشان داد که طی روند پیری، تغییرات قابل توجهی در اندازه کلی و نیز هسته سلول‌هایی موسوم به "کراتینوسیت‌ها" - بیشترین سلول‌های موجود در خارجی‌ترین لایه پوست- رخ می‌دهد. با این وجود، تغییرات ذکر شده در سایر سلول‌های پوستی موسوم به "گرانول‌ها" از الگوی متفاوتی پیروی می‌کرد.
بر اساس این گزارش، تغییرات نسبی در این دو نوع سلول پوستی می‌تواند به عنوان شاخصی برای درجه بندی پیری طبیعی یا اصطلاحا ذاتی پوست در نظر گرفته شود. پیر شدن طبیعی پوست توسط عوامل پیشروی‌کننده برنامه‌ریزی شده مانند گذشت زمان یا عوامل ژنتیکی اتفاق می‌افتد. علاوه بر عوامل طبیعی، مولفه‌های خارجی نظیر نور آفتاب، سیگار کشیدن و استرس نیز می‌تواند سرعت پیری پوست را تسریع بخشد. این عوامل بسته به نوع شغل، عادات شخصی و نوع پوست فرد تاثیرات متفاوتی را بر افراد مختلف می‌گذارد.
به گفته دکتر "سان"، سرپرست این پژوهش، شاخص سنی پوست، مقیاسی کمی و استانداردی را برای تعیین صحیح سن پوست فراهم می‌آورد که این مقیاس نیز می‌تواند پزشکان را از طریق ارزیابی سرعت پیری پوست یا تاثیر درمان‌های ضد پیری در بررسی سلامت عمومی پوست یاری کند. دکتر "سان" نیز در جهت تایید صحت نتیجه تحقیق به این جمله مزاحی نیز اشاره کرد: می‌توان با استفاده از تکنولوژی (HGM) از ورود افراد به مکان‌هایی که دارای محدویت سنی است جلوگیری کرد! این پژوهش در مجله "Biomedical Optics Express" منتشر شده است.

در مبحث نانو فناوري، از ابزار ضروري و لازم ميكروسكوپ پروب روبشي يا (SPM (Scanning Probe Microscope هستند. اين روش مجموعه تكنيك‌هايي است كه سطح ماده را با قابليت تفكيكي در حد نانو و آنگستروم روبش كرده و نقشه‌هايي از يك خاصيت فيزيكي يا شيميائي ماده تهيه مي‌كند. با اين روش مي‌توان توزيع نقايص نقطه‌اي، ناخالصي جذب شده در سطح و عيوب ساختاري مانند پله‌ها را آشكار ساخت. ايــن مـيـكــروسـكـوپ‌هـا بـه سـه گـروه اصلـي براساس نوع پروب و نحوه برهم كنش پروب و نمونه تقسيم مي‌شوند.
1(STM -مـيـكـروسـكـوپ روبـشـي تـونلي، Scanning Tunneling Microscopy): در اين روش پروب يك فلز صفحه‌اي نوك تـيـز اسـت كـه جـريـان تونلي بين نوك پروب و سطح رسانائي نمونه برقرار مي‌شود. شدت اين جريان به فاصله بين سطح صفحه با پايه تصوير مربوط است.
2( AFM-مـيكروسكوپ نيروي اتوماتيك، Atomic Force Microscopy): پروب در اين روش يك صفحه نوك تيز بر آمـده اسـت كـه بـه يـك پـايه تخت وصل است. پــروب سـطــح نـمــونــه را اسـكــن مــي‌كـنـد و در محل‌هاي برآمده نيروي بيشتري به پروب وارد مي‌شود. در حقيقت اين روش شبيه سوزن يك گرامافون است كه در سطح يك ديسك حركت مي‌كند.
3( SNOM-ميكـروسكـوپ روبشـي ميـدان ديد نزديك،Scanning Near Field Optical Microscopy): داخل پروب كه به شكل يك صفحه نوك تيز اسـت ، يـك فايبر اپتيك قرار گرفته تا تاثيرات ميدان نزديك را تهيه كند، نور اين فايبراپتيك‌ها از درون روزنـــه‌هــاي سـطــح عـبــور مــي‌كـنــد و نورهاي برگشتي تصوير را تشكيل مي‌دهد.

PDF متن کامل تجهیزات                HTML متن کامل تجهیزات

در حال حاضر ميکروسکوپ‌هاي موجود قادرند تنها به لايه‌هاي سطحي مغز موجودات زنده نفوذ کنند و لايه‌هاي عمقي‌تر از 700 ميکرون قابل رويت نيست. به تازگي پژوهشگران موفق به ساخت ميکروسکوپي شدند که قادر است تا لايه‌هاي عمقي مغز نفوذ کرده و فعل و انفعالات سلول‌ها را نمايش دهد. تاکنون اين وسيله در حيوانات آزمايشگاهي مورد آزمايش قرار گرفته و نتايج موفقيت‌آميزي داشته است. تنها مشکلي که مانع از آزمايش آن در انسان مي‌شود، احتمال بروز آسيب‌هاي بافتي در مسير حرکت اين وسيله است. اين پژوهشگران عنوان کردند که به محض تاييد ايمني اين وسيله، آن را در مغز انسان‌ آزمايش خواهند کرد.

در اعماق قلب سلول، DNA شما ممكن است دستخوش تغييرات ظريفي شود كه خود منجر به بروز بيماري‌هاي ويرانگر در چند سال آينده شود. پس چه بهتر كه هر چه زودتر اين تغييرات شناخته شوند تا از بروز بيماري‌هايي همچون سرطان جلوگيري شود. به همين منظور تكنولوژي جديد ميكروسكوپي كه به تازگي معرفي شده قادر است يك سيستم جديد آگاهي براي بروز سرطان و آلزايمر ارائه دهد تا بيماري قبل از شروع، تشخيص داده شود. اين ميكروسكوپ‌ها كه در ابعاد نانو ساخته شده‌اند، با روش‌ «طيف‌سنجي نسبي موج» (PWS) كار مي‌كنند و دنبال آن مي‌گردند كه چگونه اشعه نور با سلول تداخل پيدا مي‌كند. همان‌طور كه اشعه از درون سلول رد مي‌شود، ساختارهاي مختلف آن براساس چگالي‌شان، انعكاس‌هاي متفاوت پيدا مي‌كنند. سپس دوباره الگوي اين نورها براي ساخت شكل سلول گرد هم مي‌آيند. به اين ترتيب هرگونه تغييري نسبت به حالت طبيعي سلول مشخص و علايم ابتدايي بيماري‌ها نشان داده خواهد شد. در اين روش مي‌توان با يك سوآب از مناطقي‌ مانند ركتوم و سرويكس سلول برداشت و آنها را مورد آناليز قرار داد.