محقق دانشگاه امیرکبیر موفق به ارائه روش‌های نوین ردیابی فعالیت‌های مغز و قلب با دستگاه ام‌.آر.آی شده که افزایش دقت مکانی (Resolution) و بهبود قدرت تشخیص تصاویر کارکردی از ویژگی‌های بارز آن است.

عباس نصیرائی‌مقدم، عضو هیات علمی دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه امیرکبیر از ثبت چند یو.اس پتنت (اختراع خارجی) در زمینه تصویربرداری پزشکی با دستگاه ام‌.آر.آی خبر داد و یکی از مهم‌ترین کاربردهای این اختراع را افزایش دقت در برنامه‌ریزی جراحی مغزی و کاهش خطرات آن عنوان کرد و توضیح داد: در هر فعالیت حسی، حرکتی یا شناختی که در مغز انجام می‌شود، تنها بخشی از مغز به‌ طور اساسی درگیرشده و این‌طور نیست که تمام مغز به یک اندازه درگیر آن باشد. کار تکنیک MRI کارکردی (f MRI (Functional MRI تعیین و نشان دادن آن قسمت به‌خصوص از مغز است که درگیر یک حرکت، حس یا فرآیند شناختی شده است. به این کار که سابقه‌ای ۲۰ ساله دارد، نگاشت فعالیت‌های مغزی می‌گویند.

وی با اشاره به جراحی حساس تومور مغزی، مهم‌ترین کارکرد بالینی این اختراع در این حوزه را تعیین دقیق‌تر مکان فعالیت‌های خاص مغزی پیش از جراحی عنوان کرد و با بیان اینکه بی‌احتیاطی در چنین مواردی به مختل شدن فعالیت‌هایی همچون تکلم فرد می‌انجامد، تصریح کرد: بر این اساس میزان نزدیکی تومور به نواحی حساس مغز تعیین شده و عمل جراحی با دقت و احتیاط بیشتری انجام می‌شود.

مخترع برتر هفته پژوهش سال ۹۶ همچنین به تشریح کاربرد این اختراع در حوزه علوم شناختی و فعالیت‌های شناختی مغز پرداخت و گفت: در این خصوص می‌توان با نگاشت فعالیت‌های مغزی با عملکرد مغز آشناتر شد و از این اطلاعات برای کشف این عملکرد یا مدل‌سازی مغز فرد سالم در حوزه علوم شناختی استفاده کرد.

وی خاطرنشان کرد: در حال حاضر برای چنین کاربردهایی با دقت مکانی بالا از دستگاه‌های گران‌قیمت با میدان مغناطیسی فوق قوی ۷ تِسلا و ۹ تِسلا استفاده می‌شود که در ایران وجود نداشته و استفاده از آن‌ها دارای دردسرهای فنی زیادی است.

عضو هیات علمی دانشگاه امیرکبیر ادامه داد: با بهره‌وری از این اختراع می‌توانیم با  دستگاه‌های ۱.۵ و۳ تِسلای موجود در کشور به دقت مکانی و قدرت تشخیص بالاتری در تصاویر کارکردی مغز، نزدیک به دستگاه‌های فوق قوی، دست یابیم.

نصیرائی‌مقدم ضمن اشاره به ماهیت نرم‌افزاری این اختراع‌ها٬ توضیح داد: یکی از مهم‌ترین خاصیت‌های دستگاه ام‌.آر.آی خاصیت برنامه‌ریزی و برنامه‌پذیری است.

وی دستگاه ام‌.آر.آی را به وسیله‌ای چون کامپیوتر تشبیه کرده و افزود: نرم‌افزاری به نام سکانس تصویر برداری روی دستگاه ام آر آی سوار شده و فرمان ایجاد پالس‌های رادیویی و نیز گرادیان‌ها را با ترتیب خاصی به دستگاه می‌دهد. این سکانس دقیقاً مشابه یک نت موسیقی است که باعث می‌شود دگمه‌های پیانو با توالی خاصی فشرده شوند و یک آهنگ شکل بگیرد؛ به این ترتیب دستگاه MRI بر اساس سکانس‌های تصویربرداری عمل می کند و با تغییرات در این دستور کار نرم‌افزاری، تصویری با حد دقت مکانی و وضوح تصویری خاصی تشکیل می‌شود.

عضو هیات علمی دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه امیرکبیر همچنین از ثبت ۳ اختراع در حوزه نشان‌گذاری عضله قلب خبر داد و گفت: در این اختراعات با استفاده از تکنیک نشان‌گذاری غیرتهاجمی (tagging)، نشانه‌هایی با الگویی خاص بر روی قلب گذاشته شده و به موجب آن حرکت عضله قلب با دقت مکانی و حساسیت بالا بررسی می‌شود.

نصیرائی‌مقدم چگونگی حرکت قلب را مهم دانست و تأکید کرد: علت بسیاری از بیماری‌های قلبی وجود اختلال در حرکت قلب است.

وی تصریح کرد: در گذشته چنین تکنیکی را به صورت تهاجمی بر روی قلب حیوانات به کار می‌گرفتند. این در حالی است که امروزه این تکنیک به صورت کاملاً غیرتهاجمی انجام شده و هیچ‌گونه اشعه‌ای که دارای آثار بیولوژیکی مخرب باشد٬ وارد بدن نمی‌شود.

عضو هیات علمی دانشگاه امیرکبیر با اعلام اینکه تکنیک نشان‌گذاری قلب حدود ۳۰ سال پیش ابداع شده است٬ کابرد آن را استخراج فاکتورهای مکانیکی قلب و مقایسه آن با قلب سالم دانست و تأکید کرد: در این اختراعات خطوط دایروی و شعاعی را به الگوهای پیشین نشان‌گذاری قلب اضافه کرده‌ایم و کارایی روش را بالا بردیم.

نصیرائی‌مقدم با بیان اینکه چنین الگوهایی بیشتر با هندسه قلب هم می‌خواند، ادامه داد: در نشان‌گذاری یا tagging، تعیین می‌شود که از قسمت‌هایی از قلب سیگنالی دریافت نشود؛ بنابراین این قسمت‌ها در تصاویر تیره دیده می‌شود.

وی درباره فرآیند ثبت و تجاری‌سازی این اختراعات، اظهار کرد: ثبت پتنت خارجی فرآیندی زمان‌بر بوده که چندین سال به طول می‌انجامد. پس از پذیرفته شدن ادعاهای مخترع و ثبت آن نیز نیازمند همکاری‌های آتی در بخش صنعت است. این در حالی است که ممکن است بعضی اختراعات هرگز به مرحله تجاری‌سازی نرسد. در بعضی موارد نیز صاحب امتیاز اختراع٬ دانشگاهی است که پژوهش‌ها در آن انجام شده باشد و کار تجاری‌سازی از طریق دفتر ارتباط با صنعت دانشگاه پیگیری می‌شود.

مخترع برتر هفته پژوهش سال ۹۶ در پایان٬ مهم‌ترین دستاورد اختراعات خود را ردیابی فعالیت‌های مغز و قلب انسان با استفاده از دستگاه‌های ارزان‌تر و در دسترس‌تر توصیف کرد و ادامه داد: دستاورد اصلی ما افزایش میزان وضوح و حد تفکیک بالاتر این دستگاه‌ها است که در حوزه‌های خاص می‌تواند کار دستگاه‌های با میدان فوق قوی را ارزانتر و با پیچیدگی‌های تکنیکی کمتر انجام دهد.