خبر کامل
افزایش ۱۰ برابری دقت اسکن پزشکی هسته‌ای با ماده کریستالی جدید پروسکایت
در یک دستاورد علمی بی‌سابقه، ماده‌ای کریستالی جدید به نام «پروسکایت» توانسته است دقت اسکن‌های پزشکی هسته‌ای را تا ۱۰ برابر افزایش دهد. این پیشرفت انقلابی که حاصل همکاری محققان دانشگاه نورث‌وسترن و سوچو چین است، راه را برای تشخیص دقیق‌تر و سریع‌تر بیماری‌های دشوار با وضوحی بی‌سابقه هموار می‌کند و نویدبخش آینده‌ای روشن‌تر برای تصویربرداری پزشکی است.
پیشرفت چشمگیر در اسکن پزشکی هسته‌ای با پروسکایت
دانشمندان دانشگاه‌های نورث‌وسترن و سوچو چین، با ساخت اولین آشکارساز مبتنی بر پروسکایت برای تصویربرداری SPECT (توموگرافی کامپیوتری گسیل تک‌فوتون)، گامی بزرگ در حوزه پزشکی هسته‌ای برداشته‌اند. این ابزار نوین قادر است پرتوهای گاما را با دقتی بی‌سابقه ثبت کند و انواع متداول اسکن‌های پزشکی هسته‌ای را به مراتب دقیق‌تر، سریع‌تر، ارزان‌تر و ایمن‌تر سازد. این فناوری برای بیماران به معنای:
- زمان اسکن کوتاه‌تر: کاهش مدت زمان قرار گرفتن بیمار در دستگاه.
- نتایج واضح‌تر: تصاویر با کیفیت بالاتر برای تشخیص دقیق‌تر.
- دوز تابش کمتر: کاهش خطرات ناشی از پرتوهای یونیزان.
این مطالعه پیشگامانه در تاریخ ۸ شهریور در مجله معتبر نیچر کامیونیکیشنز منتشر شد.
مِرکوری کاناتزیدیس از نورث‌وسترن و نویسنده ارشد این مطالعه، اظهار داشت: «پروسکایت‌ها خانواده‌ای از کریستال‌ها هستند که بیشتر برای تحول در زمینه انرژی خورشیدی شناخته می‌شوند. اکنون، آن‌ها آماده‌اند تا همین کار را برای پزشکی هسته‌ای انجام دهند. این اولین اثبات روشن است که آشکارسازهای پروسکایت می‌توانند تصاویر واضح و قابل اعتمادی را تولید کنند که پزشکان برای ارائه بهترین مراقبت به بیماران خود به آن نیاز دارند.»
یی‌هوی هه، استاد دانشگاه سوچو و نویسنده همکار، افزود: «رویکرد ما نه تنها عملکرد آشکارسازها را بهبود می‌بخشد بلکه می‌تواند هزینه‌ها را نیز کاهش دهد. این بدان معناست که بیمارستان‌ها و کلینیک‌های بیشتری در نهایت به بهترین فناوری‌های تصویربرداری دسترسی خواهند داشت.»
غلبه بر چالش‌های تصویربرداری کنونی
آشکارسازهای رایج امروزی، که از کادمیم روی تلورید (CZT) یا سدیم یدید (NaI) ساخته می‌شوند، با محدودیت‌های قابل توجهی همراه هستند:
- آشکارسازهای CZT: فوق‌العاده گران‌قیمت بوده و ساخت آن‌ها به دلیل شکنندگی کریستال‌ها دشوار است.
- آشکارسازهای NaI: با وجود ارزان‌تر بودن، حجیم هستند و تصاویری با وضوح پایین تولید می‌کنند.
برای رفع این مشکلات، دانشمندان به کریستال‌های پروسکایت روی آوردند که کاناتزیدیس بیش از یک دهه روی آن‌ها تحقیق کرده است. او در سال ۲۰۱۳ کشف کرد که تک‌کریستال‌های پروسکایت برای تشخیص اشعه ایکس و گاما بسیار امیدبخش هستند.
کاناتزیدیس اظهار داشت: «این کار نشان می‌دهد که چقدر می‌توانیم آشکارسازهای پروسکایت را فراتر از آزمایشگاه پیش ببریم. اکنون نشان می‌دهیم که آشکارسازهای مبتنی بر پروسکایت می‌توانند وضوح و حساسیت مورد نیاز برای کاربردهای دشوار مانند تصویربرداری پزشکی هسته‌ای را ارائه دهند.»
با تکیه بر این کشفیات، کاناتزیدیس و هه با پرورش و شکل‌دهی دقیق این کریستال‌ها، یک حسگر پیکسلی توسعه دادند که وضوح و پایداری بی‌نظیری را ارائه می‌دهد. هه با طراحی و توسعه معماری پیکسلی دوربین و بهینه‌سازی الکترونیک، توانایی آشکارسازهای پروسکایت را در دستیابی به وضوح انرژی بی‌سابقه و عملکرد تصویربرداری تک‌فوتونی به اثبات رساند.
هه گفت: «این کار پتانسیل واقعی آشکارسازهای مبتنی بر پروسکایت را برای تغییر تصویربرداری پزشکی هسته‌ای نشان می‌دهد.»
نتایج آزمایشگاهی و افق‌های آینده
در آزمایش‌های انجام شده، آشکارساز پروسکایت قادر بود پرتوهای گاما را با بهترین وضوح گزارش‌شده تاکنون از هم تفکیک کند. این آشکارساز همچنین سیگنال‌های بسیار ضعیف را از یک رادیوتریسر پزشکی (تکنسیوم-۹۹m) که در عمل بالینی استفاده می‌شود، حس کرد و ویژگی‌های بسیار ظریف را از هم متمایز ساخت. توانایی این آشکارساز در جدا کردن منابع رادیواکتیو ریز با فاصله تنها چند میلی‌متر از یکدیگر، منجر به تولید تصاویر بسیار واضح شد.
علاوه بر این، آشکارساز پایداری فوق‌العاده‌ای از خود نشان داد و تقریباً تمام سیگنال رادیوتریسر را بدون از دست دادن یا اعوجاج جمع‌آوری کرد. به دلیل حساسیت بیشتر این آشکارسازهای جدید، بیماران به طور بالقوه می‌توانند به زمان اسکن کوتاه‌تر یا دوزهای کمتری از تابش نیاز داشته باشند که ایمنی و راحتی آن‌ها را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
شرکت اکیتییبا، یک شرکت نوپای وابسته به دانشگاه نورث‌وسترن، در حال تجاری‌سازی این فناوری است. پروسکایت‌ها جایگزینی بسیار ارزان‌تر برای آشکارسازهای CZT و NaI ارائه می‌دهند، بدون اینکه کیفیت را فدا کنند. این فناوری همچنین راهی واقع‌بینانه برای تصویربرداری با دوز پایین‌تر رادیوتریسر فراهم می‌کند که دسترسی گسترده بیماران به این تکنولوژی پیشرفته را تضمین خواهد کرد.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
