The Incredible Cancer-Detecting Potential of Photoacoustic Imaging | Lei Li | TED

المترجم: omar idmassaoud المدقّق: Hani Eldalees

Breast cancer is one of the leading causes of cancer deaths globally.

يعد سرطان الثدي أحد أشيع أسباب الوفاة بفعل السرطان على مستوى العالم.

About one in eight US women will develop invasive breast cancer

ستصاب حوالي واحدة من كل ثماني نساء في الولايات المتحدة بسرطان الثدي الغازي

over the course of their lifetime.

على مدار حياتهن.

And globally, millions of women suffer from breast cancer every year.

وعلى الصعيد العالمي، تعاني ملايين النساء بسبب سرطان الثدي كل عام.

But it is quite treatable if detected early.

لكنه قابل للعلاج تماما إذا تم اكتشافه مبكرا.

Right now, actually, mammography is the gold standard

اليوم، يعد التصوير الشعاعي للثدي المعيار الذهبي

for breast cancer diagnosis.

لتشخيص سرطان الثدي.

But mammography has a 10 percent chance of missed detection.

لكن للتصوير الشعاعي للثدي فرصة بنسبة 10 في المائة لعدم اكتشافه.

Thousands of lives could be lost each year

يمكن أن تُزهق الآلاف من الأرواح كل عام

because of this 10 percent.

بسبب الـ 10 في المائة هذه.

Today, I’m going to introduce a new technology:

اليوم، سأقدم تقنية جديدة:

photoacoustic imaging.

التصوير الضوئي.

As you can see,

كما ترى،

it provides a much clearer image,

إنه يوفر صورة أوضح بكثير،

leading to a more accurate diagnosis.

ما يوفر تشخيصا أكثر دقة.

It will be affordable, just like an ultrasound scan.

سيكون ميسور التكلفة، تماما مثل الفحص بالموجات فوق الصوتية.

It's painless and fast,

إنه غير مؤلم وسريع،

taking only 15 seconds to scan the entire breast in 3D.

ويستغرق 15 ثانية فقط لفحص الثدي بالكامل بأبعاد ثلاثية.

And immediate results will be delivered to the patients.

وسيتم تسليم النتائج الفورية للمرضى.

Beyond breast imaging,

بخلاف تصوير الثدي،

this technology will broadly transform how we see inside our bodies --

ستعمل هذه التكنولوجيا على تغيير كيفية رؤيتنا لأغوار أجسامنا على نطاق واسع -

and, maybe one day, even allow us to diagnose cancer

وربما يوما ما تسمح لنا بتشخيص السرطان

via a wearable watch-like device

عبر جهاز يمكن ارتداؤه ويشبه الساعة

that monitors circulating tumor cells.

التي تراقب الخلايا السرطانية المنتشرة.

So what is photoacoustic imaging?

إذن ما هو التصوير الضوئي؟

Based on a photoacoustic effect,

استنادا إلى التأثير الضوئي الصوتي،

it is a conversion of light energy into sound energy.

فهو عبارة عن تحويل للطاقة الضوئية إلى طاقة صوتية.

We shot a gentle laser pulse onto the tissue.

نطلق نبضة ليزر لطيفة على الأنسجة.

The light is absorbed, raising its temperature a bit.

يُمتص الضوء، مما يرفع درجة حرارته قليلا.

The rise in temperature leads to a tiny fraction of volume expansion,

يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تمدد ضئيل في الحجم،

which, in turn, generates acoustic waves.

ما يولد موجات صوتية.

Sensors process those sound signals,

تقوم المستشعرات بمعالجة تلك الإشارات الصوتية،

resulting in a high-resolution image

فينتج عنه صورة عالية الدقة

whose level of clarity and detail far surpasses

فيتفوق وضوحها وتفاصيلها

what you've got with traditional CT scans or ultrasound.

على صور الناتجة من عمليات التصوير المقطعي المحوسب أو الموجات فوق الصوتية المعهودة.

Now, about me.

إليكم معلومات عني.

I started out in industrial optics,

بدأت في مجال البصريات الصناعية،

but changed direction

لكنني غيرت الاتجاه

after my grandparents died of cancer and stroke.

بعد أن مات جدّاي بالسرطان والسكتة الدماغية.

I realized that we needed better imaging technology

أدركت أننا بحاجة إلى تقنية تصوير أفضل

to aid early diagnosis

للمساعدة في التشخيص المبكر

and to provide a better understanding of the diseases.

ولتوفير فهم أفضل للأمراض.

So I decided to devote myself to biomedical optical imaging.

لذلك قررت أن أكرس نفسي للتصوير البصري الطبي الحيوي.

I now research and develop next generation medical imaging

أقوم الآن بالبحث عن الجيل التالي من التصوير الطبي وتطويره

with applications ranging from diagnosing cancer

باستخدام تطبيقات تتراوح بين تشخيص السرطان

to mapping brain functions

لرسم خرائط لوظائف الدماغ

and navigating medical micro robots for drug delivery.

والتحكم بالروبوتات الدقيقة الطبية لتوصيل الأدوية.

Here are some examples showing what we can do.

فيما يلي بعض الأمثلة التي توضح ما يمكننا القيام به.

Take this mouse.

هذا الفأر مثلا.

The mouse has been virtually sliced into 600 pieces from head to toe.

تم تقطيع الفأر افتراضيا إلى 600 قطعة من الرأس إلى أخمص القدمين.

It took only 12 seconds to complete the whole body scan.

استغرق الأمر 12 ثانية فقط لإكمال فحص الجسم بالكامل.

It looks a little like a mouse carpaccio.

يبدو كأنه نجارة فأر.

(Laughter)

(ضحك)

But don't worry, no mice were hurt during the imaging.

لكن لا داعي للقلق، فلم تتأذى أي فئران أثناء التصوير.

(Laughter)

(ضحك)

In this next video,

في هذا الفيديو التالي،

we hold the animal, another mouse, in position to image its liver.

نحمل حيوانا، فأر آخر، في وضع يسمح لنا بتصوير كبده.

The liver has a lot of blood vessels inside.

يحتوي الكبد على الكثير من الأوعية الدموية بالداخل.

You can see them as a tree-like network.

يمكنك رؤيتها كشبكة شبيهة بالشجرة.

Because our imaging exposure time is too short, only 15 microseconds,

نظرا لقشر وقت التعرض للتصوير، لا يتجاوز 15 ميكروثانية،

there is no blur at all,

فلا يوجد أي تشويش على الإطلاق،

despite the movement of the animal during the imaging.

بالرغم من حركة الحيوان أثناء التصوير.

The mouse is breathing normally,

يتنفس الفأر بشكل طبيعي

and every frame in our video is clear.

وكل إطار في الفيديو واضح.

With each slice we can clearly see the internal structure

مع كل شريحة يمكننا أن نرى بوضوح الهيكل الداخلي وشبكة الأوعية الدموية.

and the blood vessel network.

This enables us to differentiate a tumor from normal tissue.

يمكننا هذا من التفريق بين الورم والنسيج الطبيعي.

The light dose we use is well below the safety limit,

جرعة الضوء التي نستخدمها أقل بكثير من الجرعة الآمنة،

and we don't need to inject any contrast agents.

ولا نحتاج إلى حقن أي عوامل تباين.

It is totally non-invasive.

العملية غير جراحية تماما.

Now, for an example, that is a little closer to home.

إليكم مثالا أقرب قليلا إلى الواقع.

This is a side by side comparison of human brain images.

هذه مقارنة مباشرة لصور الدماغ البشري.

On the left, you see an image from an MRI.

على اليسار، ترى صورة من التصوير بالرنين المغناطيسي.

On the right, from photoacoustic imaging.

على اليمين من التصوير الضوئي.

Photoacoustic imaging can reveal detailed vasculature,

يمكن أن يكشف التصوير الصوتي الضوئي عن الأوعية الدموية المفصلة،

but with even faster detection of the brain functions

ولكن مع اكتشاف أسرع لوظائف الدماغ

and without using the costly high-magnetic field.

وبدون استخدام المجال المغناطيسي العالي التكلفة.

What you are seeing here is the brain's activity,

ما ترونه هنا هو نشاط الدماغ،

where a patient, now a human this time,

حيث أن المريض، -هذه المرة إنسان-

taps his finger, puckers his lips,

ينقر بإصبعه، ويجعد شفتيه،

taps his tongue and is listening and thinking of words.

وينقر على لسانه ويستمع ويفكر في الكلمات.

Although I don't have a visual for it, I'd like to share one more example.

على الرغم من عدم وجود صورة مرئية لها، إلا أنني أود مشاركة مثال آخر.

In science fiction,

في الخيال العلمي،

micro robots enter our bodies to cure diseases

تدخل الروبوتات الدقيقة أجسامنا لعلاج الأمراض

in hard-to-reach areas.

في المناطق التي يصعب الوصول إليها.

However, in reality,

ومع ذلك، في الواقع،

locating, guiding and controlling them inside of the body is a big challenge.

يعد تحديد موقعها وتوجيهها والتحكم فيها داخل الجسم تحديا كبيرا.

Just like the satellites in space guiding cars to their destinations,

تماما مثل الأقمار الصناعية في الفضاء التي توجه السيارات إلى وجهاتها،

a photoacoustic imaging system outside the body

يوجد نظام تصوير ضوئي صوتي خارج الجسم

can serve similarly as a GPS for the micro robots.

يمكن أن يكون بمثابة نظام التموقع العالمي للروبوتات الدقيقة.

Biomedical optics has come a long way.

لقد قطعت البصريات الطبية الحيوية شوطا طويلا.

The microscope used every day in modern medical diagnosis

المجهر المستخدم يوميا في التشخيص الطبي الحديث

was invented in the 17th century,

اختُرع في القرن السابع عشر،

which revolutionized 19th century medicine by letting us see into a cell.

وقد أحدث ثورة في الطب في القرن التاسع عشر لأنه مكننا من رؤية داخل الخلية.

Then, optical coherence tomography developed in 1990s

بعد ذلك، أدى التصوير المقطعي للتماسك البصري الذي تم تطويره في التسعينيات

increased optical penetration to 1 millimeter,

إلى زيادة الاختراق البصري إلى 1 مليمتر،

bringing huge benefits to clinical care for skin and eyes.

ما جلب فوائد كبيرة للعناية السريرية للبشرة والعينين.

Now, photoacoustic imaging,

الآن، التصوير الضوئي الصوتي،

first adopted for medical use in the 2000s,

الذي تم اعتماده لأول مرة للاستخدام الطبي في سنوات الـ2000،

allows us to see even more,

يسمح لنا برؤية المزيد،

allowing penetration by another order of magnitude,

ويسمح بالاختراق بترتيب آخر من حيث الحجم،

to several centimeters,

إلى عدة سنتيمترات،

allowing organ-level in vivo human imaging.

ما يمكننا من تصوير الأعضاء البشرية في الجسم الحي.

Photoacoustic imaging is a highly-active and a fast-growing research field.

إن التصوير الضوئي هو مجال بحثي شديد النشاط وسريع النمو.

Using microwaves instead of light,

باستخدام الموجات الدقيقة بدلا من الضوء،

this imaging method holds promises for whole body penetration in humans

تحمل طريقة التصوير هذه وعودا باختراق جسم البشر بالكامل

in the future.

في المستقبل.

We are hoping that the further advancement of this technology

نأمل أن يساعد التقدم الإضافي في هذه التقنية

will aid early diagnosis of cancer and brain diseases,

في التشخيص المبكر للسرطان وأمراض الدماغ،

ultimately benefiting global health.

ما يعود بالفائدة على الصحة العالمية.

I hope you all can share my excitement over this fast-growing field

آمل أن تتمكنوا جميعا من مشاركة حماسي بشأن هذا المجال سريع النمو

and hope you'll join us in advancing the technology.

وآمل أن تنضموا إلينا في تطوير التكنولوجيا.

Thank you.

شكرا لكم.

(Applause)

(تصفيق)