Zdjęcia rentgenowskie pozwalają oceniać między innymi choroby i urazy, sprawdzać zawartość bagaży na lotnisku czy wykrywać uszkodzenia układów elektronicznych.

Naukowcy z King Abdullah University of Science and Technology (Arabia Saudyjska) udoskonalili szklany ekran, który pod wpływem promieniowania rentgenowskiego emituje światło widzialne. Dzięki temu można uzyskać obrazy rentgenowskie o wysokiej rozdzielczości przy mniejszym natężeniu promieniowania. Ekran działa nawet pod wodą i można go formować w zakrzywione kształty, co w przyszłości może przyczynić się między innymi do poprawy komfortu mammografii.

Wykonany ze szkła ekran, zwany scyntylatorem, wychwytuje przechodzące przez badany obiekt promienie rentgenowskie i przetwarza je na błyski światła widzialnego. „Im wydajniejszy jest w tej konwersji scyntylator, tym wyraźniejszy staje się końcowy obraz cyfrowy i tym niższa dawka promieniowania jest potrzebna do jego utworzenia” – wyjaśnił Osman Bakr, jeden z autorów publikacji.

Aby poprawić wydajność szklanych scyntylatorów, Bakr, Mehmet Bayindir i współpracownicy połączyli w szkle nanoklastry miedzi, jodu i organicznego ligandu. Następnie uformowali z nowego szkła ekrany i zarejestrowali zdjęcia rentgenowskie karty pamięci micro SD oraz owada, ujawniając w nich skomplikowane szczegóły.

„Projektując te materiały od podstaw, stworzyliśmy »szkło kwantowe«, które idealnie łączy cząsteczki i nanokryształy” – wyjaśnił Bayindir. Bashir Hasanov, pierwszy autor badania, dodaje, że „ekran jest tak samo plastyczny, jak tworzywo sztuczne, zachowując jednocześnie wysoką wydajność obrazowania sztywnego kryształu, otwierając nowe możliwości trójwymiarowej diagnostyki rentgenowskiej z wykorzystaniem zakrzywionych powierzchni”.

Obecność wody zazwyczaj sprawia, że obrazowanie rentgenowskie jest niezwykle trudne. Jednak nowy, wysoce wydajny scyntylator uchwycił bardzo wyraźny obraz ogona ryby w wodzie. Obraz był nie do odróżnienia od zarejestrowanego w powietrzu.

Inną właściwością nowego szkła nanoklastrowego jest to, że po podgrzaniu do 42 stopni Celsjusza staje się ono giętkie, co pozwala na stworzenie zakrzywionego ekranu. Może to umożliwić przyszłym badaczom tworzenie systemów obrazowania rentgenowskiego, które dopasowują się do anatomii człowieka – w odróżnieniu od obecnych mammografów, które wymagają ściśnięcia tkanki piersi pomiędzy płaskimi panelami, aby skan był prawidłowy.

„Mamy nadzieję złagodzić fizyczny dyskomfort związany z badaniami przesiewowymi ratującymi życie, takimi jak mammografia, zachęcając pacjentki do częstszego udziału w badaniach” – podkreślił Bakr. - „Ponieważ nasze szklane ekrany są bardzo wydajne w przetwarzaniu promieni rentgenowskich na światło widzialne, mogą rejestrować obrazy diagnostyczne przy mniejszym natężeniu promieniowania”.

Naukowcy przewidują, że dalsze prace mogą utorować drogę do bezpieczniejszych i częstszych badań przesiewowych, które pomogłyby wykryć raka we wcześniejszym stadium.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/