تقنية تصوير بالأشعة السينية جديدة للكشف عن المتفجرات والأورام الخطيرة

يمكن لتقنية الأشعة السينية الجديدة التي تعمل إلى جانب خوارزمية التعلم العميق على الكشف عن المتفجرات في الأمتعة أن تكتشف أيضاً الأورام القاتلة المحتملة لدى لبشر.

يمكن أن يؤدي إخفاء المتفجرات داخل الأجهزة الإلكترونية والممتلكات الأخرى إلى صعوبة اكتشافها باستخدام تقنيات الأشعة السينية التقليدية. لكن وفقاً لبحث جديد، فقد كانت الطريقة الجديدة قادرة على الكشف عن المتفجرات بدقة تصل إلى 100% في ظل ظروف الاختبار.

الأشعة السينية لكشف المتفجرات

على الرغم أن الاستخدام البديهي للأشعة السينية هو البحث عن القنابل والمواد الخطرة الأخرى في المطارات، فإن النتائج الموضحة في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز بتاريخ 9 سبتمبر 2022، يمكن أن تساعد أيضاً في اكتشاف الشقوق والصدأ في المباني، وفي النهاية يمكن استخدامها لتحديد الأورام في مراحلها المبكرة.

قام فريق من الباحثين من كلية لندن الجامعية بإخفاء كميات صغيرة من المتفجرات، ومن بينها المتفجر البلاستيكي سيمتكس وسي فور، داخل القطع الكهربائية، مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، ومجففات الشعر، والهواتف المحمولة. تم وضع هذه الأشياء داخل حقائب تحوي فُرَش أسنان وشواحن وأدوية باراسيتامول وأشياء أخرى تستخدم في الحياة اليومية لتحاكي حقيبة المسافر إلى حد كبير.

اقرأ أيضاً: الذكاء الاصطناعي يساعد على تغيير قواعد التفتيش الأمني في المطارات

في حين أن أجهزة الأشعة السينية العادية تخترق الأجسام من خلال مجال منتظم من الأشعة السينية، قام الفريق بفحص الحقائب باستخدام ماسح ضوئي أمني مخصص للأشعة السينية يحتوي على أقنعة- صفائح معدنية مثقوبة، والتي تفصل الحزم إلى مجموعة من الحزم الأصغر.

عند اختراق حزم الأشعة للحقيبة ومحتوياتها، تتوزع بزوايا صغيرة بحجم المايكروراديان (وهي أصغر بنحو 20.000 مرة من وحدة زاوية واحدة). تم تحليل تشتت الأشعة بواسطة الذكاء الاصطناعي المدرب على التعرف على تركيب مواد معينة بناءً على نمط معين من تغييرات الزوايا.

يقول كبير الباحثين، ساندرو أوليفو، في قسم الفيزياء الطبية والهندسة الطبية الحيوية بكلية لندن الجامعية: "إن الذكاء الاصطناعي جيد بشكل استثنائي في معرفة تركيب هذه المواد، حتى عندما تكون مخبأة داخل أشياء أخرى. حتى لو أخفينا كمية صغيرة من المتفجرات في مكان ما، فإن الخوارزمية ستجدها لأنه سيكون هناك ما يشير إلى تركيب هذه المتفجرات وإن كانت بكمية ضئيلة وسط العديد من الأشياء الأخرى".

نتائج التجربة

تمكنت الخوارزمية من تحديد المتفجرات بدقة في كل تجربة أجريت في ظل ظروف الاختبار، على الرغم من أن الفريق أقر أنه سيكون من غير المنطقي توقع مثل هذا المستوى العالي من الدقة في الدراسات المستقبلية الأكبر التي تشبه ظروف العالم الحقيقي إلى حدٍ بعيد.

ويعتقد الفريق أنه يمكن استخدام هذه التقنية في الاستعمالات الطبية أيضاً، لا سيما فحص السرطان. على الرغم من أن أوليفو وفريقه لم يختبروا بعد ما إذا كانت التقنية قادرة مثلاً على التمييز بشكل فعّال بين نسيج الورم وأنسجة الثدي السليمة المحيطة به، فإنه متحمس لإمكانية اكتشاف الأورام الصغيرة جداً خلف القفص الصدري للمريض والتي لم يتم اكتشافها من قبل.

ويضيف: "أرغب بالقيام بذلك يوماً ما. إذا حصلنا على معدل نجاح مماثل في اكتشاف نسيج الأورام، فإن إمكانية التشخيص المبكر هائلة".

كما يشير الأستاذ المساعد في جامعة سري (Surrey)، كيفن ويلز، والذي لم يشارك في الدراسة، فإن جسم الإنسان يعد بيئة أكثر صعوبة للمسح من الأجسام الثابتة المملوءة بالهواء مثل الحقائب. بالإضافة إلى ذلك، سيحتاج الباحثون إلى تقليص حجم المعدات الضخمة والتأكد من أن تكلفة الفحص تعادل تكاليف التقنيات الحالية قبل اعتبارها طريقة فحص ممكنة للبشر.

اقرأ أيضاً: خوارزمية ميراي تتنبأ بسرطان الثدي قبل 5 سنوات من الإصابة

ويضيف: "ما يتم طرحه هنا يبدو واعداً للغاية. أعتقد أن لهذه التقنية قدرة كبيرة على اكتشاف التهديد الصادر عن أنواع معينة من المواد المتفجرة، وكذلك اكتشاف الشقوق في المباني"،

"يمكن استخدام هذه التقنية في المجال الطبي فيما يخص مرض السرطان، ولكن هناك بعض الخطوات التي يجب اتباعها قبل أن تتمكن من إثبات كفاءتها في الحالة السريرية".