از سفر نانوروبات‌ها به اعماق ریه تا هوش مصنوعی؛ فناوری، خط مقدم مبارزه با سرطان

به گزارش مجله خبری نگار/ایران-میترا جلیلی: دانستن اینکه شما یا یکی از عزیزان‌تان به سرطان مبتلا شده‌اید، می‌تواند یکی از ترسناک‌ترین لحظات زندگی‌تان باشد؛ لحظاتی که خوشبین بودن نسبت به درمان این بیماری چندان ساده نیست، اما شاید آشنایی با پیشرفت‌ها در دنیای علم و فناوری و کمک به درمان سرطان، بتواند شما را آرام‌تر کند؛ تکنولوژی‌ها وعلومی که کمک می‌کند سرطان به طور مؤثر درمان شود و بیمار زندگی طولانی‌تر و سالم‌تری داشته باشد.

یک شیمی‌درمانی خاص

وقتی حرف از درمان سرطان به میان می‌آید، ذهن بیشتر افراد به سمت پرتودرمانی و شیمی‌درمانی‌های قدیمی با عوارض و دردسر‌های فراوان آن می‌رود، درحالی که این روش‌ها انواع اولیه درمان انواع مختلف سرطان محسوب می‌شوند و حالا دیگر فناوری‌های متعددی برای ریشه‌کن کردن این بیماری استفاده می‌شود. برخی دانشمندان معتقدند که بیماری هر فردی منحصربه‌فرد است، بنابراین منطقی است که درمان سرطان آن‌ها نیز منحصر به فرد باشد. به اعتقاد این گروه با تخصصی‌تر شدن درمان سرطان، بیمار شانس بیشتری برای غلبه بر شکل خاص و شدت بیماری دارد.

یکی از بهترین نمونه‌های فناوری جدید در درمان سرطان، فرایند جدیدی به نام ChemoID است. از طریق ChemoID، انکولوژیست شانس بیشتری جهت استفاده از مؤثرترین دارو‌های شیمی‌درمانی برای سرطان خاص بیمار دارد. در طول ChemoID، پزشک نمونه کوچکی از تومور بیمار را می‌گیرد و با آزمایش این سلول‌های سرطانی با انواع دارو‌های شیمی‌درمانی، تعیین می‌کند که کدام دارو‌ها بیشترین سلول سرطانی را می‌کشند. به این ترتیب پزشک با استفاده از مؤثرترین دارو‌های شیمی‌درمانی، می‌تواند از انجام هرگونه درمان بی‌مورد و استرس‌زا اجتناب کند. در مقابل، بیمار با دریافت درمان مناسب، نتایج مثبت را سریع‌تر می‌بیند. ChemoID همچنین می‌تواند به بیماران کمک کند پول زیادی را صرف دارو‌هایی نکنند که برای آن‌ها مفید نیست.

پرتودرمانی‌های هوشمندانه

بسیاری از بیماران از پرتودرمانی واهمه دارند و حالا فناوری جدید به آن‌ها کمک می‌کند پرتو‌ها به شکل ایمن‌تر و مؤثرتری تومور را هدف بگیرند. پرتودرمانی تعدیل کننده شدت IMRT، نوع خاصی از پرتودرمانی است که طی آن، از شتاب‌دهنده خطی کنترل‌شده توسط کامپیوتر استفاده می‌شود و بدون آسیب رساندن به بافت‌های اطراف تومور، دوز‌های بالایی از تابش را در حجم و اندازه‌های کنترل‌شده و مناسب به سمت تومور بیمار هدایت می‌کند.

این امر به پزشکان اجازه می‌دهد از دوز‌های بالاتر پرتو به طور مؤثرتری استفاده کرده و بدون آسیب رساندن به سلامت بیمار با سرطان مبارزه کنند. IMRT در حال حاضر معمولاً برای بیمارانی که از سرطان پروستات، سر و گردن و سیستم عصبی مرکزی رنج می‌برند، استفاده می‌شود.

یکی دیگر از فناوری‌های جدید در درمان سرطان، پرتودرمانی هدایت شده با تصویر (IMGT) است که از شتاب‌دهنده‌های خطی نیز استفاده می‌کند. IMGT امکان پرتودرمانی دقیق‌تری را فراهم می‌کند، زیرا از نوعی فناوری استفاده می‌کند که می‌تواند اندازه و شکل تومور را در بدن تشخیص دهد.

این روش درمانی بسیار مهم است، زیرا تومور‌ها می‌توانند حرکت کنند و در نتیجه عملکرد طبیعی بدن تغییر موقعیت دهند. برخی از تومور‌های موجود در ریه، کبد و غده پروستات بیش از بقیه، مستعد حرکت هستند. از طریق IMGT، حتی اگر تومور حرکت کرده باشد می‌توان بدون آسیب رساندن به بافت‌های سالم، اشعه را به سوی آن هدایت کرد.

استفاده همزمان از دو روبات سیلیکونی

محققان دانشگاه لیدز همچنین درحال بررسی روش‌هایی برای کنترل همزمان دو روبات مغناطیسی مستقل هستند تا بتوانند در یک ناحیه محدود از بدن انسان همزمان با هم کار کنند. قرار است یکی از این نانوروبات‌ها دوربین را حرکت دهد و دیگری لیزر را روی تومور هدایت و کنترل کند.

این روبات‌ها از جنس سیلیکون ساخته شده‌اند تا آسیب بافتی را به حداقل برسانند و توسط آهنربا‌هایی که روی بازو‌های روباتیک در خارج از بدن بیمار نصب شده‌اند، هدایت می‌شوند. البته محققان در این میان با مشکلات زیادی مواجه بودند؛ یکی از مشکلات این بود که به طور معمول، دو آهنربا که نزدیک به هم قرار می‌گیرند، یکدیگر را جذب می‌کنند که خود چالشی بزرگ برای محققان بود. آن‌ها با طراحی بدنه شاخک‌ها به گونه‌ای که فقط در جهاتی خاص خم شوند و با جابه‌جایی قطب شمال و جنوب در هر شاخک روبات مغناطیسی، بر این چالش غلبه کردند.

سپس آن‌ها توانستند برداشتن یک تومور خوش‌خیم را در غده هیپوفیز در پایه جمجمه شبیه‌سازی کنند و برای اولین بار ثابت کردند که می‌توان دو روبات را در یک ناحیه محدود از بدن کنترل کرد که نتیجه و یافته‌های تحقیق آن‌ها در مجله Advanced Intelligent Systems منتشر شده است.

هوش مصنوعی یاریگر بیماران مبتلا به سرطان

تاکنون برای تشخیص زودهنگام سرطان یا درمان آن از تکنولوژی‌های مختلفی استفاده شده که یکی از نوآورانه‌ترین آن‌ها هوش مصنوعی (AI) است. به‌تازگی Paige یکی از شرکت‌های پیشگام در دنیای تصویربرداری و آسیب‌شناسی سرطان طی همکاری با مایکروسافت، این غول دنیای فناوری با استفاده از هوش مصنوعی (AI) برای مبارزه با سرطان گام‌های بزرگی برداشته است. این شرکت که به‌طور انحصاری به بزرگ‌ترین کتابخانه تصاویر دیجیتالی جهان در زمینه سرطان و داده‌های ژنومی مرتبط از منابع مختلف دسترسی دارد، به دنبال ساخت بزرگ‌ترین مدل هوش مصنوعی مبتنی بر تصویر در جهان برای مبارزه با سرطان است و در این مسیر از مایکروسافت کمک گرفته است. درواقع این کمپانی از زیرساخت‌های Azure، سرویس محاسبات ابری مایکروسافت برای آموزش مدل‌های هوش مصنوعی براساس حداکثر ۴ میلیون اسلاید میکروسکوپی دیجیتال از انواع مختلف سرطان استفاده خواهد کرد. Paige با بهره‌گرفتن از تحقیقات مایکروسافت در توسعه مدل‌های یادگیری ماشینی در مقیاس بزرگ برای جابه‌جایی مرز‌های تحقیقات در سرطان‌شناسی و آسیب‌شناسی همکاری خواهد کرد.

مایکروسافت هم برای سرعت بخشیدن به توسعه و استقرار روش‌های تشخیص و درمان مبتنی‌بر هوش مصنوعی، در این شرکت سرمایه‌گذاری استراتژیک انجام می‌دهد.

دکتر اندی موی، مدیر اجرایی Paige گفت: ما اعتقاد داریم منابع هوش مصنوعی در سطح جهانی، زیرساخت ابری، دسترسی و مقیاس جهانی مایکروسافت، همراه با تخصص عمیق ما در توسعه روش‌های تشخیص سرطان با هوش مصنوعی، آغازگر عصر جدیدی از راهکار‌های تشخیص و درمان دقیق و همچنین بهبود زندگی بیماران خواهد بود.

سفر نانوروبات‌ها به اعماق ریه

یکی از تکنولوژی‌هایی که پزشکان امروزه برای درمان سرطان از آن بهره می‌گیرند یا به تحقیق و مطالعه درباره آن می‌پردازند، نانوروبات‌ها (روبات‌های بسیار ریز) هستند. پزشکان معتقدند از نانوروبات‌ها برای درمان سرطان ریه می‌توان بیشترین بهره را گرفت چراکه به دلیل شبکه پیچیده راه‌های هوایی ریز، تشخیص این سرطان بسیار دشوار است و بیش از دو سوم موارد در مراحل پیشرفته تشخیص داده می‌شوند که این موضوع، درمان را سخت‌تر می‌کند و قطعاً باید سراغ روش‌های جراحی رفت. در همین راستا، محققان دانشگاه لیدز (Leeds) بریتانیا یک روبات کوچک طراحی و تولید کرده‌اند که می‌تواند به عمق ریه سفر کند و با یافتن نخستین نشانه‌های سرطان، بیمار در همان ابتدای امر درمان شود. درواقع این روبات می‌تواند به تومور‌های مشکوک در ریه‌ها برسد و با تشخیص زودهنگام سرطان، هم اضطراب بیماران را کاهش دهد و هم درمان را تسریع کند.

این نانوروبات که شاخکی فوق‌العاده نرم با قطر ۲ میلیمتر دارد و توسط آهن‌ربا کنترل می‌شود، می‌تواند خود را به کوچک‌ترین لوله‌های برونش (نایژه‌ها) که هوا را از نای به ریه‌ها منتقل می‌کنند، برساند و به این ترتیب تحولی در درمان سرطان ریه ایجاد کند. محققان این روبات دارای شاخک مغناطیسی را روی ریه یک جسد آزمایش کردند و دریافتند که می‌تواند ۳۷ درصد عمیق‌تر از تجهیزات استاندارد، در طول ریه حرکت کند، بنابراین باعث ایجاد آسیب بافتی کمتری نیز‌ می‌شود.

پیترو والداستری یکی از محققان این پروژه، اعتقاد دارد این روبات‌ها مختص آناتومی بدن هستند و شکل آن‌ها از طریق نیروی مغناطیسی قابل کنترل است. وی گفت: تحریک مغناطیسی از راه دور به ما این امکان را می‌دهد که روبات را با استفاده از شاخک‌های بسیار نرم به عمق بیشتری از ریه برسانیم، در حالی که این نانوروبات‌ها همزمان با حرکت، مطابق آناتومی بدن تغییر شکل می‌دهند و به بافت‌ها آسیبی نمی‌رسد، به همین دلیل یکی از بهترین و کارآمدترین راه‌های غیرتهاجمی برای تشخیص و درمان زودهنگام بیماری به شمار می‌رود. هدف ما ارائه کمک‌های درمانی با حداقل درد برای بیمار بوده و است و این نانوروبات‌ها ما را به هدف‌مان نزدیک‌تر می‌کند.