التقنيات الجديدة في الكشف البيولوجي باستخدام الأشعة التيراهيرتز

تعتبر الأشعة التيراهيرتز أحد الموجات الكهرومغناطيسية التي تقع بين موجات الميكروويف والأشعة تحت الحمراء المتوسطة. تتميز هذه الأشعة بطاقة منخفضة وغير ضارة بالأنسجة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات البيولوجية. في هذا المقال، سنستكشف كيف يمكن استخدام هذه التقنية للكشف عن التغيرات الهيكلية والوظيفية في الأنسجة البيولوجية.

التحديات في التطبيقات الطبية الحيوية

رغم الفوائد الواضحة لاستخدام الأشعة التيراهيرتز في التطبيقات الطبية، إلا أن هناك تحديات رئيسية تواجه استخدامها في الكشف عن الجزيئات في العينات البيولوجية المعقدة واختراق طبقات الأنسجة السميكة. وفقًا للدكتور زين تيان من جامعة تيانجين في الصين، فإن إدخال الكشف الصوتي البصري يعد خطوة حاسمة في التغلب على هذه التحديات.

توفر التقنية الجديدة القدرة على الكشف عن الأيونات داخل الجسم باستخدام الأشعة التيراهيرتز، مما يفتح الباب أمام العديد من التطبيقات السريرية المحتملة. وقد أظهرت الدراسات الأولية على المتطوعين النتائج الواعدة لهذه التقنية.

النظام متعدد الطيف للكشف الصوتي البصري

في مجلة Optica، وصف الباحثون نظامهم الجديد متعدد الطيف للكشف الصوتي البصري بالأشعة التيراهيرتز وكيفية استخدامه لمراقبة تركيز الصوديوم في الكائنات الحية بشكل غير جراحي. تعتمد هذه التقنية على تحويل الطاقة الممتصة من الأشعة التيراهيرتز إلى موجات صوتية يمكن قياسها.

يتم ذلك عن طريق تعريض العينة لأشعة التيراهيرتز، مما يؤدي إلى اهتزاز أيونات الصوديوم المرتبطة بجزيئات الماء في الدم، محدثًا موجات فوق صوتية يتم اكتشافها عبر محول فوق صوتي. هذه التقنية تمثل تقدمًا كبيرًا في التغلب على حاجز امتصاص الماء الذي كان يحد من استخدام الأشعة التيراهيرتز في التطبيقات الطبية.

التطبيقات السريرية المستقبلية

مع استمرار تطوير هذه التقنية، يمكن استخدامها لمراقبة مستويات الصوديوم في المرضى دون الحاجة إلى سحب الدم. يعتبر قياس مستويات الصوديوم في الوقت الحقيقي وسيلة آمنة لتصحيح الاختلالات في المرضى الحرجين، مما يساعد في تجنب المضاعفات العصبية الخطيرة.

يعمل الباحثون على تطوير تقنيات معالجة الإشارات البديلة التي قد تجعل من الممكن قمع تداخل الماء دون الحاجة إلى التبريد، مما سيجعل هذه التقنية أكثر فعالية في التشخيصات السريرية.

الخاتمة

تمثل تقنية الكشف الصوتي البصري بالأشعة التيراهيرتز خطوة مهمة نحو تحسين القدرة على الكشف غير الجراحي عن المكونات البيولوجية. من خلال التغلب على تحديات امتصاص الماء، يمكن لهذه التقنية أن تفتح آفاقًا جديدة في مجال الرعاية الصحية، خاصة في مراقبة مستويات الصوديوم في الدم بشكل آمن وفعال. مع استمرار الأبحاث والتطوير، يمكن أن تصبح هذه الطريقة جزءًا لا يتجزأ من الأدوات التشخيصية في المستقبل القريب.