Język źródłowy: polski Nowy szklany ekran może usprawnić rozdzielczość obrazów rentgenowskich przy niższej dawce promieniowania i większym komforcie dla badanych. O nowym rozwiązaniu informuje czasopismo „ACS Energy Letters”.
Obrazowanie rentgenowskie umożliwia ocenę schorzeń i urazów, weryfikację zawartości bagażu na lotniskach czy detekcję wad w obwodach elektronicznych.
Badacze z King Abdullah University of Science and Technology (Arabia Saudyjska) opracowali ulepszony ekran szklany, który po ekspozycji na promieniowanie rentgenowskie emituje światło widzialne. Pozwala to na uzyskanie obrazów rentgenowskich o wysokiej rozdzielczości przy zmniejszonym natężeniu promieniowania. Ekran funkcjonuje nawet pod powierzchnią wody i można go kształtować w formy zakrzywione, co w przyszłości może przyczynić się do zwiększenia komfortu badań takich jak mammografia.
Ekran wykonany ze szkła, nazywany scyntylatorem, absorbuje promieniowanie rentgenowskie przechodzące przez obiekt badania i przekształca je w impulsy światła widzialnego.
„Im skuteczniejsza jest konwersja realizowana przez scyntylator, tym bardziej klarowny staje się finalny obraz cyfrowy i tym mniejsza dawka promieniowania jest wymagana do jego wygenerowania” – wyjaśnił Osman Bakr, jeden z autorów publikacji.
W celu zwiększenia efektywności scyntylatorów szklanych, Bakr, Mehmet Bayindir i ich zespół zintegrowali w szkle nanoklastry miedzi, jodu oraz organiczny ligand. Następnie uformowali z nowego materiału szklanego ekrany i wykonali zdjęcia rentgenowskie karty micro SD oraz owada, ukazując ich złożone detale.
„Projektując te materiały od podstaw, stworzyliśmy »szkło kwantowe«, które doskonale integruje cząsteczki i nanokryształy” – stwierdził Bayindir. Bashir Hasanov, główny autor badania, dodaje, że „ekran jest tak samo elastyczny jak tworzywo sztuczne, jednocześnie zachowując wysoką wydajność obrazowania sztywnego kryształu, co otwiera nowe perspekceje dla trójwymiarowej diagnostyki rentgenowskiej z użyciem zakrzywionych powierzchni”.
Obecność wody zazwyczaj znacząco utrudnia obrazowanie rentgenowskie. Jednak nowy, wysoce wydajny scyntylator umożliwił uchwycenie niezwykle wyraźnego obrazu ogona ryby znajdującej się w wodzie. Uzyskany obraz był nieodróżnialny od tego zarejestrowanego w warunkach powietrznych.
Dodatkową cechą nowego szkła nanoklastrowego jest jego plastyczność po podgrzaniu do temperatury 42 stopni Celsjusza, co umożliwia tworzenie zakrzywionych ekranów. Może to pozwolić przyszłym badaczom na opracowanie systemów obrazowania rentgenowskiego, które dopasują się do anatomii ludzkiego ciała – w przeciwieństwie do współczesnych mammografów, wymagających kompresji tkanki piersi między płaskimi panelami dla uzyskania poprawnego skanu.
„Mamy nadzieję na zmniejszenie fizycznego dyskomfortu związanego z badaniami przesiewowymi ratującymi życie, takimi jak mammografia, co zachęci pacjentki do częstszego uczestnictwa w badaniach” – podkreślił Bakr. – „Ponieważ nasze szklane ekrany charakteryzują się dużą wydajnością w konwersji promieniowania rentgenowskiego na światło widzialne, mogą one rejestrować obrazy diagnostyczne przy niższym natężeniu promieniowania”.
Naukowcy przewidują, że dalsze prace mogą otworzyć drogę do bezpieczniejszych i częstszych badań przesiewowych, wspierających wykrywanie raka na wczesnym etapie.
Paweł Wernicki (PAP)
pmw/ zan/