سی‌تی اسکن با کمک مقدار بسیار کمی اشعه ایکس
سی‌تی اسکن هم‌اکنون یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای تصویربرداری پزشکی است اما دستگاه‌های سی‌تی اسکن هم هزینه تقریبا بالایی دارد و هم میزان اشعه ایکس آن برای بدن ضرر دارد. از همین رو دانشمندان روش بی‌خطرتری را برای این کار ابداه کرده‌اند.
به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از رویترز، محققان در قالب طرح به نام «تصویر برداری حجمی پزشکی با دریافت مقدار بسیار کم ازاشعه ایکس» قصد دارند جایگزینی برای توموگرافی کامپیوتری یا سی‌تی اسکن پیدا کنند که امکان تصویربرداری سه‌بعدی با اشعه ایکس را داشته باشد.
دانشمندان طرح «وُکسل» (Volumetric medical X-ray imaging at extremely low dose) می‌خواهند پیش نمونه دوربینهایی را بسازند که هم با پرتو ایکس نرم کار می‌کند و هم با پرتو ایکس سخت و ضمن بهره بردن از توان رخنه پرتوهای ایکس در حد نانومتر توان تفکیک دهی بالا دارد. با این دوربین‌ها نیاز به چرخاندن نمونه یا دوربین نیست و مقدار پرتو ایکس که به نمونه می‌رسد بسیار کم است. به این ترتیب این دوربین‌ها در پزشکی و زیست شناسی کاربرد فراوان خواهند داشت.
استفاده از دوربین‌های پلونوپتیکی در طیف اشعه ایکس
سی‌تی اسکنر برای ایجاد تصویر سه‌بعدی از یک شیء باید یک دایره کامل دور شیء بزند و هزاران تصویر با اشعه ایکس بگیرد.
مارتا فایاردو، محقق فیزیک پلاسما و مسئول هماهنگ کننده این طرح تحقیقاتی، می‌گوید: «گزینه دیگری که در این پروژه تحقیقاتی بررسی می‌کنیم دوربین معروف به دوربین پلنوپتیکی (تمام اپتیکی) است که امکان می‌دهد با تصویربرداری از فقط یک نقطه، تصویری سه‌بعدی را ثبت کنیم. نشان داده شده است که این نوع دوربین با طیف مرئی کار می‌کند و ما اکنون تلاش می‌کنیم این نوع دوربین را در طیف پرتوهای ایکس هم به کار ببریم».
پژوهشگران با استفاده از لیزر، پرتوهای ایکس نرم می‌سازند که خصوصیت‌های لازم را دارد. باریکه پرتو ایکس در هزارتوی لنزها و آینه‌ها تنظیم شده و به سوی شیئی که می‌خواهیم بررسی کنیم، فرستاده می‌شود. آشکارگری که شبیه به دوربین عکاسی دیجیتال است، تصویری را که پرتوهای ایکس می‌سازند ضبط می‌کند.
ساخت تصویر سه‌بعدی
اما چطور می‌توان با یک بار تصویربرداری، تصویر سه‌بعدی ساخت؟ در شرکت کوچک فرانسوی موسوم به «ایمجین اوپتیک» با استفاده از دو چوب پنبه بطری شراب سازوکار ساخت تصویر توضیح داده می‌شود. با استفاده از الگوریتم‌های کامپیوتری بازسازی تصویر، می‌توان فاصله کانونی را برای عکسی که گرفته شده است، تغییر داد.
اومبلین فوکو، یکی از مهندسان این شرکت توضیح می‌دهد: «با ترکیب لنز (عدسی) اصلی با ماتریس، پرتوها را جمع می‌کنیم. تمام اطلاعات مربوط به مکان و زاویه هم حفظ می‌شود، در نتیجه تمام داده‌های لازم برای بازسازی تصویر سه‌بعدی در این تصویر خام هست».
امکان کار با اشعه ایکس نرم و سخت
کار با پرتو x سخت‌تر از کار با طیف مرئی است. طیف مرئی (visible spectrum) بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که با چشم انسان قابل رویت و تشخیص است. بنابراین برای تصویرسازی سه‌بعدی از اشیاء نسبتا بزرگ با پرتوهای ایکس، نیاز به چندین سال تحقیق است. اما این رهیافت خاص در میکروسکوپی (ریزنمانی) هم اکنون گزینه جمع و جور و ارزانی به جای استفاده از تأسیسات عظیم پژوهشی مثل سنکروترون است. پرتوهای ایکس نرم که در این پیش نمونه به کار برده می‌شود کمتر به یاخته‌ها و سلول‌ها آسیب می‌رساند و در نهایت خواهیم توانست از یاخته زنده فیلم برداریم.
النا لونگو، دانشجوی دکتری رشته فیزیک، می‌گوید: «معمولا تومرگرافی یاخته‌ها نیاز به دستگاه‌های سرمایشی دارد که امکان ثبت حرکت سلول را ندارد. در مقایسه، سیستم ما امکان می‌دهد یاخته را زنده نگاه داریم و لازم نیست یاخته را منجمد کنیم».
برخی از نتایج عملی این پروژه تحقیقاتی برای ارائه به بازار آماده است. نانوسکوپ ساده دیجیتال که توان تفکیک و میزان کنتراست دستگاه‌های پرتو x را ندارد، یکی از دستگاههایی است که به بازار عرضه می‌شود. این نانسکوپ می‌تواند بدون نیاز به لنزها و چشمی‌های گرانقیمت کار کند و با نور فرابنفش از شیء‌های کوچک هولوگرام بسازد.
رامونا کورمن، فیزیکدان از «کمیسیون انرژی اتمی و انرژی‌های جایگزین» در فرانسه می‌گوید: «نور مرئی به کار می‌بریم چون از پرتو x خطر کمتری دارد و می‌تواند برای بازسازی سه‌بعدی نمونه‌های زیستی مفید باشد. می‌توانیم نور مرئی را برای بافت معمولی، میتوکوندری، یا اندامکهای مختلف زیستی استفاده کنیم».
این کار تحقیقاتی راه را برای گزینه‌هایی که از توموگرافی کامپیوتری ارزان تر است هموار می‌کند، از تصاویر ویدئویی یاخته زنده گرفته تا تصویرسازی پزشکی در آزمایش‌های بالینی.
انتهای پیام/
