ثورة في مجال التصوير بالأشعة السينية
798
15 / 4 / 2020
ابتكر باحثون أمريكيون نموذجًا أوليًّا جديدًا للكشف بالأشعة السينية يمثل بداية ثورة في مجال التصوير الطبي من خلال خفض التعرُّض للإشعاع بدرجة كبيرة وما يصاحب ذلك من مخاطر، بالإضافة إلى زيادة جودة الصورة في أجهزة المسح الأمنية وفي التطبيقات البحثية المختلفة.
يقول "شينن ديف تساى" -زميل ما بعد الدكتوراة في مختبر "لوس ألاموس" الوطني: توصلنا إلى استخدام معدن "بيروفسكايت" في هذا النموذج وتصنيعه بتكلفة بسيطة، والجهاز الجديد فعال من حيث التكلفة وذو حساسية عالية ويولد الطاقة ذاتيًّا، مما يُعد تطويرًا كبيرًا في الكواشف التي تعمل بالأشعة السينية، ليمكن توظيفها في تطبيقات غير متوقعة.
ويمكن استخدام الكاشف الجديد بديلًا للتكنولوجيا التي تعتمد على السيليكون بهيكل يحيط بغشاء رقيق لمعدن "بيروفسكايت" يعطي نتائج أفضل 100 مرة ويقلل مخاطر التعرض للإشعاع لكلٍّ من المرضى والفريق الطبي، الذين قد يصابون بالسرطان وأمراض أخرى بسبب كثرة التعرض له.
من جهته، يقول "وانيي ني" -الباحث بمركز النانوتكنولوجي المتكامل بمختبر "لوس ألاموس"، والمشارك في الدراسة- في تصريحات لـ"للعلم": نأمل ألا يتعرض المريض سوى لجرعة منخفضة من الإشعاع في أثناء التقاط صورة واضحة، وهذا يتطلب جهازًا عالي الحساسية يستطيع التقاط الصورة بسرعة والاستجابة لكمية قليلة من فوتون الأشعة السينية بكفاءة.
ومعدن "البيروفسكايت" هو مركب من الكالسيوم والتيتانيوم والأكسجين، وهو غني بالرصاص واليود، ولذا فإن الأشعة السينية التي تمر بسهولة عبر السيليكون دون اكتشافها، تُمتص وتُكتشف أكثر باستخدامه. وتُعَد هذه الخاصية مهمة جدًّا في مراقبة الأشعة السينية في المراكز البحثية عالية الطاقة، مثل مصادر ضوء السينكروترون.
ويمكن ترسيب أغشية "البيروفسكايت" على الأسطح عن طريق رش المحاليل التي تعالج وتترك طبقات رقيقة من المواد خلفها، ونتيجة لذلك، سيكون إنتاج كواشف الطبقة الرقيقة أسهل وأرخص بكثير من الكواشف التي تعتمد على السيليكون، والتي تتطلب ترسب معدن بدرجة حرارة عالية في حالة الفراغ.
ومن المحتمل استخدام طابعات الحبر لإنتاج كواشف واسعة النطاق. وسيتيح ذلك إحلال بدائل "بيروفسكايت" عالية الدقة وغير مكلفة محل صفائف كاشف السيليكون، التي تبلغ قيمتها نصف مليون دولار.
وبالإضافة إلى إمكانية استخدام الأغشية الرقيقة لهذا المعدن في كواشف الأشعة السينية، فإن الطبقات السميكة تعمل جيدًا في وجود مصدر جهد صغير، وهذا يشير إلى أن نطاق طاقتها المفيدة يمكن أن يمتد إلى ما بعد الأشعة السينية إلى أشعة جاما منخفضة الطاقة.
يقول "ني": يحتاج تطوير هذا النموذج الأولي ليكون استخدامه واسع النطاق إلى سنوات قليلة لتطبيقه عمليًّا، والخطوة القادمة هي رفع كفاءة هذا الكاشف ليُحدث نقلة نوعية في مجال التصوير الطبي والتوصل إلى إمكانية متابعة عد الفوتون الواحد، مما يتيح التمييز بين طاقات الأشعة السينية الواردة والحصول على صورة أفضل بحيث تستفيد العديد من المجالات من هذه التقنية.
موقع أعرف