Owadzie oczy mogą pomóc w obrazowaniu medycznym
Zainspirowani złożonym okiem skromnej ćmy, fizycy z City University of New York opracowali nanomateriał, mogący pozwolić na otrzymywanie obrazów wnętrza ciała o lepszej jakości, przy jednoczesnym zmniejszeniu dawki promieni rentgenowskich otrzymywanej przez pacjenta - informuje pismo "Optics Letters".Zespołem naukowców kierował prof. Yasha Yi, związany także z Massachusetts Institute of Technology oraz City University of New York.
Podobnie jak ich efektowniejsi kuzyni- motyle, ćmy mają duże złożone oczy, składające się z tysięcy ommatidiów - "oczek", wyposażonych w prostą rogówkę i soczewkę oraz komórki fotoreceptorowe. Oczy ciem i motyli są "antyrefleksyjne" - to znaczy ich powierzchnia odbija bardzo niewiele światła - większość jest efektywnie wykorzystywana do widzenia. To, że owadzie oczy się nie błyszczą, utrudnia także wypatrzenie ciem przez drapieżniki podczas nocnych lotów. Inżynierowie próbowali podobnych rozwiązań, chcąc usprawnić pracę ogniw słonecznych, natomiast wojskowi - aby opracować antyrefleksyne powłoki dla swojego sprzętu.
Yi i jego współpracownicy poszli o krok dalej, tworząc materiał, który może podnieść sprawność działania aparatów rentgenowskich oraz innych medycznych urządzeń do obrazowania. Chodzi w szczególności o materiały scyntylacyjne - substancje, które pod wpływem padających na nie i pochłanianych fotonów promieniowania rentgenowskiego czy rozpędzonych cząsteczek reemitują zaabsorbowaną energię w postaci światła. W wielu urządzeniach medycznych używa się takich materiałów do przekształcania przenikającego ludzkie ciało promieniowania w obraz świetlny, który następnie rejestruje odpowiedni detektor, aby stworzyć obraz.
Aby uzyskać lepszą jakość, a co za tym idzie - wartość diagnostyczną obrazów, można zwiększyć dawkę promieni rentgenowskich, co jednak nie jest zdrowe dla pacjenta. Nowy materiał opracowany przez zespół Yi pozwala zwiększyć sprawność detektora - uzyskać lepszą jakość bez zwiększania dawki.
Umożliwiająca to powłoka składa się z mającej zaledwie 500 nanometrów (miliardowych części metra) warstwy kryształu (domieszkowany cerem krystaliczny związek krzemu, tlenu i lutetu). Na powierzchni kryształu są miniaturowe wypukłości z azotku krzemu, wzorowane na oku ćmy. Kwadrat o wymiarach 100 na 2100 mikrometrów (milionowych części metra) zawiera od 100 do 200 tys. takich nierówności, - odpowiadają wymiarami tym w oku prawdziwej ćmy.
Pierwsze próby mammografii wykonywanej z pomocą ćmiookiego detektora wykazały, że jest on sprawniejszy o 175 proc. od tradycyjnego. Zdaniem Yi, dopracowanie metody umożliwiające jej wejście na rynek może zająć od 3 do 5 lat.
Źródło: http://www.naukawpolsce.pap.pl
Tagi: medycyna, nauka, oczy, owad, obrazowanie, lab, laboratorium, laboratoria
wstecz Podziel się ze znajomymi
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje