تحول ساختاری در پرمصرف‌ترین وسیله پزشکی

دنیای پزشکی تا بحال شاهد تحول زیادی در امر مکانیزه شدن فرآیندهای پزشکی نظیر پایشگرهای الکترونیکی انسولین و فشار خون، مغز نگاری‌های رایانه ای( سی تی اسکن) و تصویربرداری‌های با فناوری تشدید مغناطیسی (ام آر آی) بوده است، اما زمانی که پای چاقوهای جراحی، سوزنها و میل‌های جراحی به بدن بیماران به میان می‌آید، متخصصان بالینی سراسر دنیا هنوز هم به شیوه‌های قدیمی و با اتکا به تجربه عملی و احساسی خود این اعمال را انجام می‌دهند. دکترها و پرستارها به هنگام داخل نمودن سوزن سرنگ به ادراک لمسی خود نسبت به بدن بیمار متکی هستند. در واقع این افراد از مقاومت بافت برای شناختن و احساس کردن محل سوزن استفاده می‌کنند و زمانی که سوزن به محل هدف خود رسیده است را می‌شناسند. البته سال‌ها زمان می‌برد تا به درجه استادی در این مهارت بالینی برسند. به عنوان مثال، در بیهوشی موضعی سرو کار تکنسین یا پزشک با فشار دادن سوزنی از میان چند سانتیمتر از بافت برای رسیدن به نقطه‌ای به اندازه تنها چند میلیمتر است و یک خطای پزشک می‌تواند به معنی عوارض و عواقب خطرناکی همچون تراوش مایع نخاعی یا درمان غیر موثر و بیهوده تلقی شود. در این میان و به تازگی گروهی از محققان با چنین چالشی در پیش رو و با رویکردی جدید در فناوری ابزار و تجهیزات پزشکی به تدبیری خلاقانه پرداخته‌اند و مدل جدیدی برای سوزن‌های پزشکی ارائه کرده‌اند. این سوزن‌های جدید می‌تواند به طور خودکار بافت نرم مورد نظر پزشک را یافته و وارد آن شود و با این متد نوین از خطرات بالقوه‌ای که با انجام چنین اعمالی بصورت دستی بروز می‌کند اجتناب می‌شود. این سوزن‌های جدید اساسا مثل یک کلاچ کار می‌کند، یعنی مکانیسمی که طی آن همانند چنگک قفل می‌شود و با فشار دو قطعه را به جلو می‌راند تا با هم حرکت کنند یا این که خلاص و آزاد می‌کند تا اجازه حرکت جداگانه را برای آنها فراهم کند. در یک خودرو نیز کلاچ در حالی که ماشین در حال حرکت است امکان گردش توا‡م چرخ‌ها و موتور را فراهم می‌کند. از نظر فرم و ساختار ظاهری در حالی که سوزن‌های معمولی راست هستند این سوزن‌های جدید دارای انحناییs شکل به همراه قطعه‌ای قابل خم شدن از جنس فلز یا پلاستیک در داخل خود هستند. در واقع در عین حالی که سوزن برای عبور از میان بافت سفت مثل ماهیچه از قدرت و استحکام برخوردار است، این رشته‌های میله‌ای به داخل سوزن خم شده و برمی‌گردند. زمانی که سوزن به هدف اصابت می‌کند، این رشته میله‌ای کاملا به سمت بیرون سوزن فشرده می‌شود و مثل یک کلاچ درگیر شده ماشین در جای خود قفل می‌شود. در این نقطه، سوزن و میله‌اش با هم حرکت می‌کنند. اما زمانی که این وسیله سرانجام به بافت نرم مثل کبد،معده یا عروق خونی می‌رسد این چنگال کلاچ مانند خلاص می‌شود. برداشته شدن فشار از روی میله باعث آزاد شدن آن به سمت هدف شده و نوک گرد شده‌‌اش از شکسته شدن آن در میان طرف دیگر جلوگیری می‌کند.

هر چند اکثر افراد دو مورد کلاچ و ماشین را در ارتباط با هم می‌دانند، اما این ایده در مورد یک سوزن پزشکی خودکار در واقع از صنعت نفت گرفته شده است. قضیه از این قرار است که یک مته‌‌زن حفاری و یک پزشک در این خصوص مشکل مشابهی دارند. به عبارتی هر دو باید بدون قدرت دیدن جایی که وارد می‌شوند حرکت کنند و این عمل را تا زمان رسیدن به نقطه‌ای نرم ادامه دهند که در مورد مته زن می‌تواند سنگ‌ها و برای پزشک بافت بدن بیمار باشد. در این میان کابوس یک مته زن حفاری بکارگیری فشار بسیار زیاد،خم شدن و خرابی و انهدام تجهیزاتش است، اما برای یک پزشک یا پرستار چنین هراسی مترادف با ایراد صدمات حیاتی است. با این وجود گروه تحقیقاتی با علم به این قضیه و عمدا این رشته میله‌ای را طوری طراحی کرده‌اند که برای ایجاد اصطکاک مورد نیاز برای یک مکانیسم کلاچ مانند بتواند به عقب خم شود. شرکت‌های نفتی به منظور اجتناب از شکستن و انحنا یافتن مته‌های حفاری، مدل‌های ریاضی را برای خمیدگی تحت فشار ارائه کرده‌اند، اما گروه محققان در طراحی مدل اولیه این سوزن‌ها عمدا به دنبال رشته میله‌ای خم شونده بودند.

اما داستان ابداع این فناوری جدید از این قرار است که عمر فرخزاد از دانشکده پزشکی هاروارد که متخصص بیهوشی و عضو گروه تحقیقاتی است و فکر اولیه این پروژه را در سر داشت، در می‌یابد که به رغم آموزش فشرده پزشکان و پرستاران، جستجوی دستی با سوزن‌ها در بدن بیماران هنوز به عوارض و مخاطرات بسیار زیادی می‌انجامد. به عنوان مثال، اگر یک سوزن پزشکی در نزدیکی ناحیه مغز نخاعی از حد خود فراتر رود می‌تواند به ماده سخت شامه که از ستون فقرات محافظت می‌کند ضربه وارد کند و موجب سردردهای همه روزه شود؛ یا حتی ایراد ضربه نابجای سوزن به خود ستون فقرات می‌تواند موجب صدمات عصبی شود. عوارض و مخاطرات جستجوی محل سوزن در بدن بیماران تنها در ایالات متحده به حدی است که به گفته محققان، پزشکان به طور تصادفی سالانه 75000 بار سبب ایراد سوراخ در فضای زیر بافت‌های نرم و شل یا بافت‌های عنکبوتی سیستم اعصاب مرکزی می‌شوند. به همین دلایل گروه محققان معتقدند وجود فناوری جدید سوزن‌های قلابدار با کارکردی همانند کلاچ حیاتی است، چرا که در زمان و مکان لازم عملکردی خودکار دارند و در واقع این فناوری جدید به نحوی عمل می‌کند که نسبت به زمانی که باید از حرکت باز ایستد و خود را رها کند و در ناحیه هدف با فشار کم وارد شود آگاهانه رفتار می‌کند. تا اینجای کار این گروه تحقیقاتی فناوری مبتکرانه خود را روی خوک‌ها آزمایش کرده اند و البته اذعان دارند در مقایسه با آنچه در مقام یک کاربرد تجاری لازم است، نسبتا در مراحل اولیه کار قرار دارند. با این حال محققان بر این باورند که اگر مدل لازم برای انسان‌ها به تأیید و تصویب برسد، طرح ساده سوزن‌های کلاچ محور آنها می‌تواند در مقیاس انبوه و با هزینه‌ای پایین تولید شود و از این پس دنیای پزشکی و متخصصان بالینی می‌توانند فناوری ساده‌ای را دراختیار داشته باشند که بیشتر از تجارب خودشان راهنمای آنها برای به هدف زدن خواهد بود.

مهریار میرنیا