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

49,026 views

2022-03-12 ・ TED


New videos

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

49,026 views ・ 2022-03-12

TED


لطفا برای پخش فیلم روی زیرنویس انگلیسی زیر دوبار کلیک کنید.

Translator: mohammad ali masoum Reviewer: shirin etebar
00:05
Breast cancer is one of the leading causes of cancer deaths globally.
0
5377
4796
سرطان سینه یکی از دلایل اصلی مرگ و میر سرطان در سطح جهان است.
00:10
About one in eight US women will develop invasive breast cancer
1
10215
4129
از هر هشت زن آمریکایی یک نفر در طول زندگی خود
00:14
over the course of their lifetime.
2
14344
1877
به سرطان تهاجمی سینه مبتلا می‌شود.
00:16
And globally, millions of women suffer from breast cancer every year.
3
16555
4546
در سطح جهان، میلیون‌ها زن هر ساله از سرطان سینه رنج می‌برند.
00:22
But it is quite treatable if detected early.
4
22185
2753
اما در صورت تشخیص زود هنگام کاملاً قابل درمان است.
00:25
Right now, actually, mammography is the gold standard
5
25897
3671
در حال حاضر، در واقع، ماموگرافی استاندارد طلایی
00:29
for breast cancer diagnosis.
6
29609
1585
برای تشخیص سرطان سینه است.
00:31
But mammography has a 10 percent chance of missed detection.
7
31903
3754
اما ماموگرافی ۱۰ درصد احتمال عدم تشخیص بیماری را دارد.
00:36
Thousands of lives could be lost each year
8
36449
3254
به دلیل این ۱۰ درصد
00:39
because of this 10 percent.
9
39703
1793
هزاران زندگی می‌تواند از دست برود.
00:43
Today, I’m going to introduce a new technology:
10
43623
3671
امروز، من قصد دارم یک فناوری جدید را معرفی کنم:
00:47
photoacoustic imaging.
11
47877
1669
تصویربرداری فتوآکوستیک.
00:50
As you can see,
12
50255
1376
همانطور که مشاهده می‌کنید،
00:51
it provides a much clearer image,
13
51673
2586
این تصویری بسیار واضح‌تر ارائه می‌دهد
00:54
leading to a more accurate diagnosis.
14
54301
2794
و منجر به تشخیص دقیق‌تر می‌شود.
00:57
It will be affordable, just like an ultrasound scan.
15
57762
3462
این مقرون به صرفه خواهد بود، دقیقاً مانند اسکن سونوگرافی.
01:02
It's painless and fast,
16
62309
1543
بدون درد و سریع است،
01:03
taking only 15 seconds to scan the entire breast in 3D.
17
63893
4338
و فقط ۱۵ ثانیه طول می‌کشد تا کل سینه را به صورت سه بعدی اسکن کند.
01:09
And immediate results will be delivered to the patients.
18
69024
3295
و نتایج فوری به بیماران تحویل داده می‌شود.
01:14
Beyond breast imaging,
19
74070
1460
فراتر از تصویربرداری سینه،
01:15
this technology will broadly transform how we see inside our bodies --
20
75572
4755
این فناوری به طور گسترده‌ای چگونه دیدن داخل بدن ما را --
01:20
and, maybe one day, even allow us to diagnose cancer
21
80368
3837
و، شاید یک روز، حتی به ما امکان تشخیص سرطان را بدهد
01:24
via a wearable watch-like device
22
84247
2086
از طریق یک وسیله پوشیدنی ساعت مانند
01:26
that monitors circulating tumor cells.
23
86374
2795
که سلول‌های تومور درگردش را کنترل می‌کند.
01:30
So what is photoacoustic imaging?
24
90170
2794
بنابراین تصویربرداری فوتواکوستیک چیست؟
01:34
Based on a photoacoustic effect,
25
94007
2085
بر اساس اثر فوتواکوستیک،
01:36
it is a conversion of light energy into sound energy.
26
96134
3754
تبدیل انرژی نور به انرژی صدا است.
01:41
We shot a gentle laser pulse onto the tissue.
27
101139
2836
ما یک پالس لیزر ملایم را روی بافت شلیک می‌کنیم.
01:44
The light is absorbed, raising its temperature a bit.
28
104768
3628
نور جذب می‌شود، دمای آن را کمی بالا می‌برد.
01:49
The rise in temperature leads to a tiny fraction of volume expansion,
29
109189
5380
افزایش دما منجر به کسر کوچکی از انبساط حجم می‌شود که
01:56
which, in turn, generates acoustic waves.
30
116988
2544
به نوبه خود، امواج صوتی ایجاد می‌کند.
02:00
Sensors process those sound signals,
31
120909
2919
حسگرها این سیگنال‌های صوتی را پردازش می‌کنند،
02:03
resulting in a high-resolution image
32
123870
2669
و در نتیجه منجر به تصویر با وضوح بالا می‌شود
02:06
whose level of clarity and detail far surpasses
33
126581
3587
که سطح وضوح و جزئیات آن بسیار فراتر از آنچه است
02:10
what you've got with traditional CT scans or ultrasound.
34
130210
4171
که با اسکن سنتی یا سونوگرافی به دست آورده‌اید.
02:17
Now, about me.
35
137342
1668
حالا، در مورد من.
02:20
I started out in industrial optics,
36
140303
2711
من از اپتیک صنعتی شروع کردم،
02:23
but changed direction
37
143056
1501
اما مسیرم را بعد از
02:24
after my grandparents died of cancer and stroke.
38
144557
3003
درگذشت پدربزرگ و مادربزرگم بر اثر سرطان و سکته مغزی عوض کردم.
02:28
I realized that we needed better imaging technology
39
148853
3629
فهمیدم که برای کمک به تشخیص زودرس
02:32
to aid early diagnosis
40
152482
1793
و درک بهتر از بیماری‌ها
02:34
and to provide a better understanding of the diseases.
41
154317
3087
به فناوری تصویربرداری بهتر نیاز داریم.
02:37
So I decided to devote myself to biomedical optical imaging.
42
157987
5506
بنابراین تصمیم گرفتم خودم را وقف تصویربرداری نوری زیست‌پزشکی کنم.
02:44
I now research and develop next generation medical imaging
43
164327
3504
اکنون من در مورد تصویربرداری پزشکی نسل بعدی با برنامه‌های مختلف
02:47
with applications ranging from diagnosing cancer
44
167831
2794
از تشخیص سرطان گرفته
02:50
to mapping brain functions
45
170667
1376
تا نقشه‌برداری از عملکرد مغز
02:52
and navigating medical micro robots for drug delivery.
46
172085
3629
و پیمایش میکرو روبات‌های پزشکی برای تحویل دارو تحقیق و توسعه می‌کنم.
02:56
Here are some examples showing what we can do.
47
176631
2753
اینجا چند نمونه آورده شده است که نشان می‌دهد چه کاری می‌توانیم انجام دهیم.
03:00
Take this mouse.
48
180009
1293
این موش را ببینید.
03:01
The mouse has been virtually sliced into 600 pieces from head to toe.
49
181928
4838
تقریباً به ۶۰۰ بخش از سر تا انگشت پا تقسیم شده است.
03:07
It took only 12 seconds to complete the whole body scan.
50
187434
3753
فقط ۱۲ ثانیه طول کشید تا کل اسکن بدن تکمیل شود.
03:12
It looks a little like a mouse carpaccio.
51
192480
2544
به نظر می‌رسد کمی شبیه یک کارپاچیوی موش است.
03:15
(Laughter)
52
195066
1752
(خنده)
03:16
But don't worry, no mice were hurt during the imaging.
53
196860
2627
اما نگران نباشید، هیچ موشی در طول تصویربرداری صدمه ندیده است.
03:19
(Laughter)
54
199529
1168
(خنده)
03:22
In this next video,
55
202031
1585
در ویدیو بعدی،
03:23
we hold the animal, another mouse, in position to image its liver.
56
203616
3879
ما حیوان، موش دیگر را در موقعیت عکس‌برداری از کبد آن می‌گیریم.
03:27
The liver has a lot of blood vessels inside.
57
207871
2460
در داخل کبد رگ‌های خونی زیادی وجود دارد.
03:30
You can see them as a tree-like network.
58
210373
2336
شما می‌توانید آنها را به عنوان یک شبکه درخت مانند مشاهده کنید.
03:33
Because our imaging exposure time is too short, only 15 microseconds,
59
213710
4588
از آنجا که زمان قرار گرفتن در معرض تصویربرداری خیلی کوتاه است، ۱۵ میکرو ثانیه
03:38
there is no blur at all,
60
218339
1669
هیچ تارشدگی وجود ندارد،
03:40
despite the movement of the animal during the imaging.
61
220049
3003
با وجود حرکت حیوان در هنگام تصویربرداری.
03:44
The mouse is breathing normally,
62
224095
2002
موش به طور عادی نفس می‌کشد،
03:46
and every frame in our video is clear.
63
226139
2628
و هر قاب ویدیوی ما مشخص است.
03:50
With each slice we can clearly see the internal structure
64
230268
3378
با هر برش می‌توانیم ساختار داخلی
03:53
and the blood vessel network.
65
233646
2211
و شبکه رگ خونی را به وضوح ببینیم.
03:55
This enables us to differentiate a tumor from normal tissue.
66
235899
4212
این روش ما را قادر می‌سازد تومور را از بافت طبیعی متمایز کنیم.
04:01
The light dose we use is well below the safety limit,
67
241070
3421
دوز نوری که ما استفاده می‌کنیم بسیار پایین‌تر از حد ایمنی است
04:04
and we don't need to inject any contrast agents.
68
244491
3503
و نیازی به تزریق مواد کنتراست‌زا نیست.
04:07
It is totally non-invasive.
69
247994
2085
کاملاً غیرتهاجمی است.
04:11
Now, for an example, that is a little closer to home.
70
251080
3713
اکنون، به عنوان مثال، که کمی جدی‌تر است.
04:15
This is a side by side comparison of human brain images.
71
255543
3754
این تصویر یک مقایسه کنار هم از تصاویر مغز انسان است.
04:19
On the left, you see an image from an MRI.
72
259923
3295
در سمت چپ، تصویری از اِم‌آر‌آی مشاهده می‌کنید.
04:23
On the right, from photoacoustic imaging.
73
263259
2711
در سمت راست، از تصویربرداری فوتواکوستیک.
04:27
Photoacoustic imaging can reveal detailed vasculature,
74
267180
3211
تصویربرداری فوتواکوستیک می‌تواند عروق را دقیق نشان دهد،
04:30
but with even faster detection of the brain functions
75
270433
3045
اما با تشخیص سریعتر عملکرد مغز
04:33
and without using the costly high-magnetic field.
76
273478
3170
و بدون استفاده از میدان مغناطیسی پرهزینه.
04:38
What you are seeing here is the brain's activity,
77
278191
2919
آنچه شما در اینجا می‌بینید فعالیت مغز است،
04:41
where a patient, now a human this time,
78
281152
2628
جایی که بیمار، اکنون یک انسان،
04:43
taps his finger, puckers his lips,
79
283780
2544
به انگشتش ضربه می‌زند، لب های خود را به هم می‌چسباند،
04:46
taps his tongue and is listening and thinking of words.
80
286366
3420
با زبان خود صدا ایجاد می‌کند و به کلمات گوش می‌دهد و فکر می‌کند.
04:52
Although I don't have a visual for it, I'd like to share one more example.
81
292288
3796
اگرچه من تصویری برای آن ندارم، می‌خواهم مثال دیگر را به اشتراک بگذارم.
04:57
In science fiction,
82
297544
1293
در داستان‌های علمی تخیلی،
04:58
micro robots enter our bodies to cure diseases
83
298878
3379
که میکرو روبات‌ها وارد بدن ما می‌شوند تا بیماری‌ها را
05:02
in hard-to-reach areas.
84
302298
1669
در مناطق با دسترسی سخت درمان کنند.
05:04
However, in reality,
85
304592
2628
با این حال، در واقعیت،
05:07
locating, guiding and controlling them inside of the body is a big challenge.
86
307262
4546
مکان‌یابی، هدایت و کنترل آنها در داخل بدن یک چالش بزرگ است.
05:12
Just like the satellites in space guiding cars to their destinations,
87
312684
4004
درست مانند ماهواره‌های موجود در فضا که اتومبیل‌ها را به مقصد خود هدایت می‌کند،
05:16
a photoacoustic imaging system outside the body
88
316729
2461
یک سیستم تصویربرداری فوتواکوستیک در خارج از بدن می‌تواند
05:19
can serve similarly as a GPS for the micro robots.
89
319232
3670
به طور مشابه به عنوان جی‌پی‌اس برای ربات‌های میکرو خدمت کند.
05:24
Biomedical optics has come a long way.
90
324487
2503
اپتیک‌های زیست پزشکی مسیری طولانی را طی کرده است.
05:27
The microscope used every day in modern medical diagnosis
91
327991
3461
میکروسکوپ مورد استفاده روزمره در تشخیص پزشکی مدرن
05:31
was invented in the 17th century,
92
331452
2211
در قرن هفدهم اختراع شد،
05:33
which revolutionized 19th century medicine by letting us see into a cell.
93
333705
4629
که با اجازه دادن به ما برای دیدن درون سلول، پزشکی قرن نوزدهم را متحول کرد.
05:40
Then, optical coherence tomography developed in 1990s
94
340128
5756
سپس، توموگرافی انسجام نوری که در دهه ۱۹۹۰ توسعه یافت
05:45
increased optical penetration to 1 millimeter,
95
345925
3337
نفوذ نوری را به ۱ میلی‌متر افزایش داد،
05:49
bringing huge benefits to clinical care for skin and eyes.
96
349304
4754
و مزایای زیادی را برای مراقبت‌های بالینی برای پوست و چشم به وجود آورد.
05:55
Now, photoacoustic imaging,
97
355476
2962
اکنون، تصویربرداری فوتواکوستیک،
05:58
first adopted for medical use in the 2000s,
98
358438
2919
که برای اولین بار برای استفاده پزشکی در دهه ۲۰۰۰به تصویب رسید،
06:01
allows us to see even more,
99
361399
2252
به ما امکان می‌دهد حتی بیشتر ببینیم،
06:04
allowing penetration by another order of magnitude,
100
364152
3170
و اجازه می‌دهد با ترتیب دیگری از بزرگی،
06:07
to several centimeters,
101
367322
1793
به چند سانتی متر نفوذ کنیم،
06:09
allowing organ-level in vivo human imaging.
102
369157
3336
و سطح اندام را در تصویربرداری انسان فراهم می‌کند.
06:13
Photoacoustic imaging is a highly-active and a fast-growing research field.
103
373870
3920
تصویربرداری فوتواکوستیک یک زمینه تحقیقاتی بسیار فعال و در حال رشد است.
06:19
Using microwaves instead of light,
104
379584
2502
با استفاده از مایکروویو به جای نور،
06:22
this imaging method holds promises for whole body penetration in humans
105
382128
4922
وعده‌هایی را برای نفوذ کامل بدن در انسان
06:27
in the future.
106
387091
1168
در آینده می‌دهد.
06:29
We are hoping that the further advancement of this technology
107
389093
3462
ما امیدواریم که پیشرفت بیشتر این فناوری
06:32
will aid early diagnosis of cancer and brain diseases,
108
392555
3837
به تشخیص زودرس سرطان و بیماری‌های مغزی کمک کند،
06:36
ultimately benefiting global health.
109
396434
2878
در نهایت به نفع سلامت جهانی باشد.
06:40
I hope you all can share my excitement over this fast-growing field
110
400271
4213
امیدوارم همه شما بتوانید هیجان من را در زمینه سریع در حال رشد به اشتراک بگذارید
06:44
and hope you'll join us in advancing the technology.
111
404525
3754
و امیدوارم که در پیشبرد فناوری به ما بپیوندید.
06:48
Thank you.
112
408988
1168
سپاسگزارم.
06:50
(Applause)
113
410156
3295
(تشویق)
درباره این وب سایت

این سایت ویدیوهای یوتیوب را به شما معرفی می کند که برای یادگیری زبان انگلیسی مفید هستند. دروس انگلیسی را خواهید دید که توسط معلمان درجه یک از سراسر جهان تدریس می شود. روی زیرنویس انگلیسی نمایش داده شده در هر صفحه ویدیو دوبار کلیک کنید تا ویدیو از آنجا پخش شود. زیرنویس‌ها با پخش ویدیو همگام می‌شوند. اگر نظر یا درخواستی دارید، لطفا با استفاده از این فرم تماس با ما تماس بگیرید.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7