تشخیص سرطان پوست با یک دستگاه مینیاتوری

این تحقیق با همکاری دکتر Yu Xinge، استادیار گروه مهندسی پزشکی CityU و دانشمندان دانشگاه نورث وستر آمریکا انجام می‌شود. یافته‌های آن‌ها در مجله علمی Nature Biomedical Engineering با عنوان «دستگاه‌های الکترومکانیکی کوچک شده برای توصیف بیومکانیک بافت عمیق» منتشر شده است.سیستم‌های الکترومکانیکی که اندازه گیری‌های دقیق و سریع بافت‌های نرم بدن انسان را امکان پذیر می‌کنند، می‌توانند اطلاعات بالینی مفیدی را برای نظارت، تشخیص و درمان آسیب شناسی‌های مختلف به ویژه آسیب‌های پوستی، فراهم کنند، با این حال ارزیابی‌های تشخیصی موجود، به عنوان مثال الاستوگرافی با تشدید مغناطیسی، معمولا شامل ابزار‌های عظیمی در بیمارستان‌ها و پزشکان آموزش دیده است و آخرین فناوری اندازه گیری سفتی بافت مبتنی بر سنجش تنها می‌تواند عمق سطحی پوست فوقانی را تا مقیاس میکرومتر اندازه گیری کند.

دستگاهی برای ارزیابی لحظه‌ای سفتی بافت‌های عمیق
برای حل این مشکل تیم تحقیقاتی یک دستگاه الکترومکانیکی ساده و مینیاتوری را برای ارزیابی دقیق و در زمان واقعی سختی بافت عمیق طراحی کردند. این تیم از یک سیستم الکترومغناطیسی مینیاتوری استفاده کرده‌اند که یک محرک ارتعاشی و یک صفحه حساس به فشار را برای کنترل در زمان واقعی مدول Young، یعنی سفتی کششی، پوست و سایر بافت‌های نرم بیولوژیکی در عمق تقریبا ۱ تا ۸ میلی متر، یکپارچه می‌کند. بستگی به طراحی سنسور دارد.

این تیم عملکرد دستگاه را با طیف وسیعی از مواد مصنوعی و بیولوژیکی مانند هیدروژل‌ها، پوست خوک و در قسمت‌های مختلف پوست انسان ارزیابی کردند. ضایعات سفتی بالاتری نسبت به ضایعات پوست مجاور نشان دادند، علت اصلی آن تفاوت در الاستیسیته و آبرسانی پوست است. این اندازه گیری‌های ساده دارای اهمیت بالینی بالقوه در شناسایی سریع و هدف قرار دادن ضایعات پوستی است، با قابلیت‌هایی که تکمیل کننده روش‌های اخیرا گزارش شده برای سنجش مکانیکی است.به گفته محققان بافت سرطانی به طور معمول سفت یا نرم‌تر از بافت طبیعی است و از این تفاوت می‌توان به عنوان نشانگر زیستی تشخیصی برای طیف وسیعی از بیماری‌های پوستی مانند سرطان پوست یا تومور‌های زیر پوست استفاده کرد.

یک ساختار ساده از دستگاه الکترومکانیکی
ضخامت دستگاه الکترومکانیکی تنها حدود ۲.۵ میلی متر و سطح تماس حدود ۲ سانتی متر مربع است. این عمل هم در مناطق موی زائد و هم در مناطق بدون مو عمل می‌کند. مکانیسم کار آن از اساس یک رابط لمسی پوستی یکپارچه برای واقعیت مجازی/ افزوده ساخته شده توسط دکتر یو و همکاران دانشگاه نورث وسترن ساخته شده است.

این دستگاه به این شکل عمل می‌کند که آهنربای پس از اعمال جریان متناوب از طریق سیم پیچ مس، لرزیده و فشار‌هایی را به سطح پایین سنسور وارد می‌کند، این امر باعث تغییر شکل در عمق بافت در مقیاس میلی متر شده که منجر به تغییرات دوره‌ای مقاومت الکتریکی می‌شود. تجزیه و تحلیل این پاسخ‌ها با اندازه گیری همزمان ولتاژ، امکان تعیین کمی سفتی بافت‌ها را فراهم می‌کند. هر اندازه گیری را می‌توان در عرض یک دقیقه انجام داد.
این تیم سپس با دستگاه الکترومکانیکی اختراع شده خود مطالعات بالینی را روی بیماران مبتلا به اختلالات پوستی انجام داد. نتایج نشان داد که یک پتانسیل برای هدف قرار دادن دقیق ضایعات مرتبط با پسوریازیس وجود دارد که کاربرد پزشکی دستگاه را نشان می‌دهد. داده‌های تولید شده می‌تواند در تشخیص، ردیابی درمان و نظارت بر بیماری به ویژه برای اختلالات مرتبط با پوست مانند سرطان پوست و همچنین در جنبه‌های زیبایی پوست و بهبودی از زخم‌های سطحی کمک کند.