مخطط الحركة

الكيموغراف (من اليونانية κῦμα، وتعني التورم أو الموجة ، وγραφή، وتعني الكتابة؛ ويُسمى أيضًا الكيموغرافيون ) هو نوع من الرسوم البيانية ثنائية الأبعاد التي تُمثل الموقع المكاني أو شدة الإشارة مع مرور الوقت. في الاستخدام الحديث، يُستخدم الكيموغراف عادةً كرسم بياني مكاني-زماني في مجالات مثل المجهر، وعلم الأحياء الخلوي، وعلم الكلام لتتبع العمليات الديناميكية. تُنشأ هذه الرسوم البيانية باستخراج قيم الشدة على طول مسار مُحدد مسبقًا عبر إطارات صور متتابعة. تُقلل الصورة الناتجة الأبعاد لعرض الزمن على أحد المحاور والمعلومات المكانية المتتابعة على المحور الآخر. تُتيح هذه التقنية تصور الديناميكيات داخل تسلسل الصور، غالبًا عن طريق قياس ميل الخطوط أو الامتدادات الناتجة. يسمح هذا للباحثين بتحديد سرعة واتجاه الحركة كميًا، خاصة في تطبيقات مثل نقل الميتوكوندريا، ونقل الحويصلات، أو اهتزاز الأحبال الصوتية. على الرغم من أنها تختزل المعلومات المكانية إلى خط أحادي البعد، إلا أن مخططات الحركة توفر دقة زمنية عالية وغالبًا ما تستخدم جنبًا إلى جنب أو بدلاً من تقنيات تتبع الجسيمات.

الكيموغراف هو جهاز تناظري يرسم تمثيلاً بيانياً للموقع المكاني مع مرور الوقت. هذا التمثيل البياني عبارة عن رسم بياني يمثل فيه المحور الرأسي (y) الموقع، بينما يمثل المحور الأفقي (x) الزمن. يتكون الكيموغراف من أسطوانة دوارة مغلفة بورق، يرسم عليها قلم لتسجيل التغيرات المقاسة في ظواهر مثل الحركة أو الضغط. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

كان الكيموغراف في الأصل جهازًا ميكانيكيًا وهيدروليكيًا، اخترعه عالم وظائف الأعضاء الألماني كارل لودفيغ في أربعينيات القرن التاسع عشر، واستُخدم لأول مرة كوسيلة لمراقبة ضغط الدم . كان ضغط الدم يُنقل بواسطة نظام هيدروليكي ورافعات لتحريك قلم يخدش أثرًا أبيض على ورق مغطى بالسخام على أسطوانة دوارة. يُمثل الوقت بمعدل دوران الأسطوانة، ويُسجل بواسطة قلم ثانٍ يُحرك بواسطة ساعة أو شوكة رنانة. سرعان ما أصبح الكيموغراف الأداة المركزية في علم وظائف الأعضاء وتعليمه. على مدار القرنين التاسع عشر والعشرين، ابتكر الباحثون والفنيون العديد من التحسينات على الجهاز، بالإضافة إلى العديد من المكونات الحسية الجديدة لقياس مجموعة واسعة من الظواهر الفيزيولوجية مثل التنفس وحركة العضلات والكلام. شملت أنظمة الكشف والتسجيل الجديدة طرقًا كهربائية وإلكترونية، ورُسمت بالحبر. ^{[ 3 ]}

كما تم استخدام الكيموغرافات خارج العلوم الطبية لقياس الضغط الجوي، واهتزازات الشوكة الرنانة، وعمل المحركات البخارية، وعادات الحيوانات، وحركة الجزيئات في الخلايا.

يُستخدم جهاز الكيموغراف عمومًا لدراسة تأثيرات المواد الغريبة على تحضيرات الأنسجة. وهو جهاز تسجيل مستقل يُستخدم جنبًا إلى جنب مع أجهزة أخرى مثل أحواض الأعضاء. تُستخدم أذرع الكتابة لتتبع التسجيل الناتج عن انقباضات العضلات. من بين أذرع الكتابة الشائعة الاستخدام: الذراع البسيط، وذراع الكتابة الأمامي، وذراع قلب الزرزور. تتصل هذه الأذرع بنقطة ارتكاز موجودة على جهاز ثانوي. ^{[ 4 ]}

التصوير الحركي بالفيديو هو أسلوب تصوير عالي السرعة يُستخدم لفحص اهتزازات الأحبال الصوتية. وهو نسخة أحادية البعد من التصوير بالفيديو عالي السرعة، حيث يلتقط صورًا من خط عرضي واحد عبر المزمار. تُسجل هذه الصور الخطية بتتابع سريع وتُعرض في الوقت الفعلي، حيث يمثل المحور الرأسي الزمن. يُظهر المخطط الحركي الناتج حركة الموجة المخاطية، وفتح وإغلاق المزمار، ودورية وتناظر اهتزاز الأحبال الصوتية. يُعد هذا الأسلوب مفيدًا بشكل خاص في الكشف عن الأمراض التي تُغير أنماط الاهتزاز، مثل عقيدات أو سلائل الأحبال الصوتية. غالبًا ما تُدمج الأنظمة الحديثة التصوير الحركي بالفيديو مع الصور التنظيرية للسماح بالتصوير الهيكلي والديناميكي في آنٍ واحد. ^{[ 5 ]}

يُوسّع التصوير الكيموغرافي العميق نطاق التحليل الكيموغرافي التقليدي ليشمل ثلاثة أبعاد، وذلك من خلال دمج تقنيات التصوير المُعتمدة على العمق، مثل التصوير المقطعي التوافقي البصري. في هذه الطريقة، تُؤخذ مقاطع رأسية من الأنسجة (عادةً الأحبال الصوتية) على مدار فترة زمنية لإنشاء صورة كيموغرافية ديناميكية مُعتمدة على العمق. يُتيح هذا التصوير رؤية متزامنة للاهتزازات السطحية وتحت السطحية، مما يُعزز القدرة التشخيصية في دراسات الحنجرة. تُوفر هذه التقنية رؤية شاملة للحركة البيوميكانيكية داخل بنى الأنسجة الطبقية.

• التصوير بالفيديو الحركي
• التصوير الكيموغرافي العميق