Rentgeno spinduliai su nanovamzdeliais

Anglies nanovamzdeliai yra naujo rentgeno aparato, kuris vėliau šiais metais bus atliktas Šiaurės Karolinos universiteto (UNC) ligoninėse, klinikiniai tyrimai. Šią technologiją sukūrę UNC mokslininkai teigia, kad aparatas gali veikti daug geriau nei tie, kurie šiandien naudojami rentgeno vaizdavimui ir vėžio gydymui. Jie parodė, kad tai pagreitina organų vaizdavimą, daro ryškesnius vaizdus ir gali padidinti radioterapijos tikslumą, kad nepakenktų normaliam audiniui.

Užfiksuoti širdį: Naujame skaitytuve anglies nanovamzdeliai akimirksniu paleidžia elektronus, kad sukurtų rentgeno spindulius. Taip gaunamos ryškios, didelės raiškos nuotraukos, tokios kaip greitai plakanti pelės širdis.

Įprastus rentgeno aparatus sudaro ilgas vamzdis, kurio viename gale yra elektronų emiteris, paprastai volframo siūlas, o kitame – metalinis elektrodas. Kaitinamas iki 1000 laipsnių Celsijaus, volframo siūlas išskiria elektronus. Elektronai pagreitinami išilgai vamzdžio ir atsitrenkia į metalą, sukurdami rentgeno spindulius.

Vietoj vieno volframo skleidėjo UNC komanda naudoja daugybę vertikalių anglies nanovamzdelių, kurie tarnauja kaip šimtai mažų elektronų pabūklų. Nors volframui sušilti reikia laiko, nanovamzdeliai iš savo galiukų elektronus išskiria akimirksniu, kai jiems įjungiama įtampa.

Praėjusią savaitę Amerikos medicinos fizikų asociacijos susitikime mokslininkai pristatė savo nanovamzdelių skaitytuvo darbą.

Fizikos ir medžiagų mokslų profesorius Otto Zhou įkūrė bendrovę pavadinimu Xintek Tyrimų trikampio parke, NC, komercializuoti technologiją. „Xintek“ susivienijo su Siemens medicinos sprendimai steigti bendrą įmonę, XinRay sistemos , kuri sukūrė prototipų sistemą, kuri šiemet bus kliniškai išbandyta.

Zhou teigia, kad naudojant naują kelių spindulių rentgeno spindulių šaltinį yra daug lengviau fotografuoti aiškius, didelės raiškos kūno organų rentgeno vaizdus. Įprasti kompiuterinės tomografijos (CT) skenavimo aparatai užtrunka kelias minutes, kad naudojant rentgeno spindulius būtų sukurti aiškūs 3D vaizdai. Kadangi spinduliuotė sklinda iš vieno erdvės taško, mašina turi perkelti [elektronų] šaltinį ir detektorių aplink objektą, sako Zhou. Rentgeno spinduliuotė užsidega, kol vamzdis juda. Širdies ir plaučių judėjimas gali sulieti vaizdus, ​​​​todėl kompiuterinės tomografijos skaitytuvas padaro šimtus nuotraukų, kurios sintezuojamos siekiant atkurti 3D vaizdą.

Naujasis aparatas, priešingai, iš eilės įjungia ir išjungia kelis nanovamzdelių skleidėjus, kad būtų galima fotografuoti iš skirtingų kampų nejudant. Nes skleidėjai akimirksniu įsijungia ir išsijungia, sako Danielis Kopanas , Masačusetso bendrosios ligoninės krūtų vaizdavimo skyriaus direktorius, sistema turėtų sugebėti kas sekundę padaryti daugiau vaizdų. Toks greitesnis ekspozicija, pasak Kopanso, turėtų sumažinti susiliejimą, panašiai kaip didelės spartos kamera fiksuoja itin greitą judesį. Zhou ir jo kolegos galėjo padaryti krūtų vaizdus beveik dvigubai didesne skiriamąja geba nei komerciniai skaitytuvai, naudodami 25 spindulius vienu metu per kelias sekundes.

Greitas, realaus laiko vaizdavimas savo ruožtu pagerins vėžio gydymą. Pasak naujausių technologijų, spindulinė terapija yra labai pagrįsta įvaizdžiu Ša Čangas , UNC medicinos mokyklos radiacinės onkologijos profesorius, dirbantis su Zhou. Daromos naviko srities nuotraukos, kad spinduliuotė galėtų būti nukreipta į naviką, tausojant normalų jį supantį audinį. Tačiau kadangi šiandieniniai skaitytuvai yra lėti, Changas teigia, kad neįmanoma padaryti 3D vaizdų ir gydyti paciento tuo pačiu metu. Naudojant [nanovamzdelio] rentgeno vaizdo gavimo įrenginį, [mums] galima rinkti 3D vaizdus gydant pacientą, kad būtų užtikrinta, jog didelės dozės spinduliuotė ir šiluma [yra] tiekiami į reikiamą vietą, sako ji.

Klinikinių tyrimų rezultatai lems, ar Xintek gali patekti į medicininio vaizdo rinką. Tuo tarpu bendrovė savo nanovamzdelių spinduolius parduoda ir ekranų gamintojams. Tokios įmonės kaip „Samsung“ ir „Motorola“ gamina ekranus, pagrįstus nanovamzdelių skleidėjais, kurie žada sunaudoti mažiau energijos nei skystųjų kristalų ekranai ar plazminiai ekranai, tuo pačiu užtikrinant didelių gabaritų katodinių spindulių vamzdžių televizorių ryškumą ir ryškumą, nes jie veikia tuo pačiu principu: fotografuoti. elektronai prie ekrano, padengto raudonu, žaliu ir mėlynu fosforu.

„Xintek“ vaizdo gavimo technologija taip pat pasirodė naudinga atliekant tyrimus su laboratoriniais gyvūnais. Galima daryti ryškius pelių širdies vaizdus, ​​o tai sunku dėl greito jų širdies plakimo. Zhou sako, kad UNC biomedicinos mokslininkai jau naudoja sistemą ir įrengia antrąjį padalinį medicinos mokyklos tyrimų įstaigoje.

paslėpti