كيف يسرّع صوت الضوء التصوير الطبي للجسم سريع
يسقط شعاع ليزر على الجلد، فتردّ الأنسجة بصدى فوق صوتي بالكاد يُسمع. وبهذا الصدى، يرى الأطباء الأوعية الدموية والأورام دون شقوق جراحية. لكن قبل أن تظهر الصورة على الشاشة، يجب تنقية الإشارة من الضوضاء — كما يزيح الطاهي الزبد عن المرق ليصبح الحساء صافيًا.
ولوقت طويل، كانت الأداة الوحيدة لهذه التنقية هي أسلوب رياضي يحلل الإشارة إلى موجات ذات أطوال مختلفة — كما يحلل المنشور الضوء الأبيض إلى ألوان الطيف. يُسمى هذا الأسلوب تحويل فورييه، ويعمل في كل مكان تقريبًا: من ضغط الموسيقى إلى تحليل اهتزازات الجسور. لكن له ثمنًا: فهو بطيء وقد يشوّه الإشارات الضعيفة، خاصةً عندما تكون هناك حاجة ماسة إلى صورة واضحة.
اقترح العلماء طريقة تنقية جديدة لا تحاول مطابقة الإشارة مع "طيف" فورييه، بل تعرف مسبقًا كيف يتولد الصوت في الأنسجة تحديدًا. الأمر أشبه بطاهٍ لا يزيل الزبد بملعقة عامة، بل بمصفاة مصممة خصيصًا لهذا المرق. تتطلب الطريقة الجديدة خطوات حسابية أقل وتنقل التفاصيل بدقة أكبر — فهي تتفوق على فورييه وغيره من الأساليب التقليدية في المحاكاة وعلى التسجيلات الحقيقية من الأجهزة.
والآن، تستطيع الماسحات الضوئية الصوتية أن تعمل بسرعة أكبر وتنتج صورًا أوضح. وهذا يعني أن الأجهزة ستصبح في متناول المستشفيات وحتى للاستخدام المنزلي — مثل مقياس حرارة لا يعرض درجة الحرارة فحسب، بل حالة الأوعية الدموية تحت الجلد أيضًا.
سُمي تحويل فورييه على اسم جوزيف فورييه، الذي اقترح في عام 1807 تحليل الموجات الحرارية إلى مكونات بسيطة. رُفضت طريقته في البداية، أما اليوم فلا يعمل أي هاتف ذكي بدونها.
في رواية «سولاريس»، يستجيب محيط الكوكب لإشارات البشر مكوّنًا صورًا من ذاكرتهم. والتصوير الضوئي الصوتي أيضًا «يستمع» إلى استجابة الأنسجة للضوء — لكن بدلًا من ذاكرة المحيط، يخرج خريطة للأوعية الدموية.