برطانیہ کے محققین کی ایک ٹیم نے ایک ناول اینڈوسکوپ ڈیزائن کیا ہے جو سالماتی ترازو پر ٹشو کے نمونوں کی تصویر بنانے کے لیے آواز اور روشنی کا استعمال کرتا ہے، جو ایک ایسے ڈٹیکٹر کے گرد ہوتا ہے جو طبی سوئی کے اندر فٹ ہونے کے لیے کافی چھوٹا ہوتا ہے۔ ان کے مطالعہ میں، وینفینگ زیا اور ساتھیوں پر کنگ کالج کالج اور یونیورسٹی کالج لندن فوٹو اکوسٹک امیجنگ تکنیک کے کئی کلیدی پہلوؤں کو بہتر بنایا - مطلوبہ سامان کے سائز کی قربانی کے بغیر تیز امیجنگ کے اوقات کو یقینی بنانا۔
فوٹواکوسٹک اینڈوسکوپی ایک جدید ترین تکنیک ہے جو الٹراساؤنڈ کو آپٹیکل اینڈوسکوپک امیجنگ کے ساتھ جوڑ کر 3D طبی امیجز تیار کرتی ہے۔ یہ اینڈوسکوپ کے آپٹیکل فائبر کے ذریعے لیزر دالیں بھیج کر کام کرتا ہے، جو جسم کے اندر خوردبینی ڈھانچے کے ذریعے جذب ہوتے ہیں۔ جیسے ہی وہ روشنی کی توانائی کو جذب کرتے ہیں، یہ ڈھانچے صوتی لہریں پیدا کرتے ہیں - جنہیں خود ایک پیزو الیکٹرک الٹراساؤنڈ ڈیٹیکٹر کے ذریعے اٹھایا جاتا ہے اور تصاویر میں تبدیل کیا جاتا ہے۔
یہ تکنیک محققین کو خوردبینی ڈھانچے کی ایک وسیع رینج کو منتخب کرنے کی اجازت دیتی ہے: انفرادی خلیوں سے لے کر ڈی این اے کے تاروں تک۔ یہ پہلے سے ہی مکمل طور پر آپٹیکل اینڈوسکوپس کی بہت سی حدود کو دور کرتا ہے، بشمول خلیوں کی چند تہوں سے زیادہ میں گھسنے میں ان کی عدم صلاحیت۔ پھر بھی ان فوائد کے باوجود، فوٹو اکوسٹک اینڈوسکوپی کو اب بھی ایک تجارتی بندش کا سامنا ہے: اعلیٰ امیجنگ کی رفتار حاصل کرنے کے لیے، اس کے لیے بڑے، زیادہ مہنگے الٹراساؤنڈ ڈٹیکٹرز کی ضرورت ہوتی ہے، جو کم سے کم ناگوار سرجری میں اس کے اطلاق کو محدود کرتے ہیں۔
اس چیلنج سے نمٹنے کے لیے زیا کی ٹیم نے ایک نیا طریقہ متعارف کرایا ہے۔ ڈیزائن - میں رپورٹ کیا گیا ہے بایومیڈیکل آپٹکس ایکسپریس - سب سے پہلے ایک "ڈیجیٹل مائیکرو مرر" پیش کرتا ہے جس میں تقریباً 10 لاکھ خوردبینی عکس شامل ہوتے ہیں، جن کی ہر ایک پوزیشن کو تیزی سے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ محققین نے اس سیٹ اپ کو نمونوں پر اسکین کرنے کے لیے استعمال ہونے والے لیزر بیم کے ویو فرنٹ کو درست طریقے سے شکل دینے کے لیے استعمال کیا۔
پیزو الیکٹرک الٹراساؤنڈ ڈیٹیکٹر کے بجائے، محققین نے بہت کم بڑا آپٹیکل مائیکرو ریزونیٹر متعارف کرایا۔ آپٹیکل فائبر کی نوک پر فٹ ہونے والے، اس ڈیوائس میں مخصوص آئینے کے ایک جوڑے کے درمیان سینڈویچ کیا جانے والا ایک قابل شکل ایپوکسی اسپیسر ہوتا ہے۔ آنے والی الٹراساؤنڈ لہریں ایپوکسی کو بگاڑ دیتی ہیں، آئینے کے درمیان فاصلے کو تبدیل کرتی ہیں۔ یہ مائیکرو ریزونیٹر کی عکاسی میں تبدیلیوں کا باعث بنتا ہے کیونکہ اینڈوسکوپ کو نمونوں پر راسٹر اسکین کیا جاتا ہے۔
جب دوسرے لیزر سے پوچھ گچھ کی جاتی ہے، جو ایک علیحدہ آپٹیکل فائبر کے ساتھ اینڈوسکوپ کے سرے پر پہنچائی جاتی ہے، تو یہ تغیرات ریشے کے ساتھ واپس منعکس ہونے والی روشنی کی مقدار کو بدل دیتے ہیں۔ ان تبدیلیوں کی نگرانی کرتے ہوئے، ٹیم کی طرف سے تیار کردہ الگورتھم نمونے کی تصاویر بنا سکتا ہے اور انہیں اس بات کا حساب لگانے کے لیے استعمال کر سکتا ہے کہ کس طرح سکیننگ لیزر کے ویو فرنٹ کو مزید بہترین تصاویر بنانے کے لیے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ اس معلومات کے ساتھ، ڈیجیٹل مائیکرو مرر کو اس کے مطابق ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، اور یہ عمل دہرایا جاتا ہے۔
اسکیننگ لیزر بیم کی فوکل لینتھ کو ایڈجسٹ کرکے، اینڈوسکوپ نمونوں کو ان کی سطحوں سے نیچے 20 µm کی گہرائی تک بھی اسکین کرسکتا ہے – جس سے Xia کی ٹیم کو حقیقی وقت میں بہترین 3D تصاویر بنانے کی اجازت ملتی ہے۔
ان منفرد صلاحیتوں کو ظاہر کرنے کے لیے، محققین نے اپنے آلے کو ماؤس کے سرخ خون کے خلیات کے ایک جھرمٹ کی تصویر بنانے کے لیے استعمال کیا، جو تقریباً 100 µm کے علاقے میں پھیلے ہوئے ہیں۔ فوٹو اکوسٹک اسکینوں کے ایک موزیک کو ایک ساتھ جوڑ کر، اینڈوسکوپ نے تقریباً 3 فریم فی سیکنڈ کی رفتار سے خلیوں کی 3D تصاویر تیار کیں۔
ان کی کامیابی کی بنیاد پر، Xia اور ساتھیوں کو اب امید ہے کہ ان کا اینڈوسکوپ کم سے کم ناگوار سرجری میں نئی پیشرفت کی ترغیب دے سکتا ہے – جس سے معالجین کو حقیقی وقت میں ٹشوز کے مالیکیولر اور سیلولر پیمانے کے میک اپ کا جائزہ لینے کی اجازت ملتی ہے۔ مستقبل کے مطالعے میں، ٹیم کا مقصد یہ دریافت کرنا ہے کہ کس طرح مصنوعی ذہانت فوٹو اکوسٹک امیجنگ کی رفتار کو مزید بڑھانے میں مدد کر سکتی ہے۔
