گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
ماده‌ای کریستالی جدید قادر است دقت اسکن پزشکی هسته‌ای را ۱۰ برابر افزایش دهد، راه را برای تشخیص بیماری‌های دشوار با وضوحی بی‌سابقه هموار می‌کند.
این دستاورد انقلابی، حاصل کار مشترک محققان دانشگاه نورث‌وسترن و سوچو است. روش‌های فعلی تشخیص دقیق بیماری‌های داخلی، اغلب با محدودیت‌هایی در هزینه و کیفیت همراهند. اما این پیشرفت، نویدبخش تصویربرداری‌های واضح‌تر، سریع‌تر و ایمن‌تر برای بیماران در سراسر جهان است. این تکنولوژی جدید پتانسیل تغییر پارادایم در حوزه پزشکی را دارد.
پیشرفتی بزرگ در اسکن پزشکی هسته‌ای
دانشمندان دانشگاه‌های نورث‌وسترن و سوچو چین، اولین آشکارساز مبتنی بر پروسکایت را برای تصویربرداری SPECT (توموگرافی کامپیوتری گسیل تک‌فوتون) ساختند که می‌تواند پرتوهای گاما را با دقتی بی‌سابقه ثبت کند. این ابزار جدید می‌تواند انواع متداول اسکن پزشکی هسته‌ای را دقیق‌تر، سریع‌تر، ارزان‌تر و ایمن‌تر سازد. این فناوری برای بیماران به معنای زمان اسکن کوتاه‌تر، نتایج واضح‌تر و دوز تابش کمتر خواهد بود. این مطالعه در تاریخ ۸ شهریور در مجله نیچر کامیونیکیشنز منتشر شد.
مِرکوری کاناتزیدیس از نورث‌وسترن و نویسنده ارشد این مطالعه، گفت:
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 امروزی که از کادمیم روی تلورید (Cadmium Zinc Telluride – CZT) یا سدیم یدید (Sodium Iodide – NaI) ساخته می‌شوند، با معایبی همراهند. آشکارسازهای CZT فوق‌العاده گران هستند و ساخت آن‌ها به دلیل شکنندگی کریستال‌ها دشوار است. آشکارسازهای NaI نیز با وجود ارزان‌تر بودن، حجیم بوده و تصاویر مبهمی تولید می‌کنند.
- کشف تکان‌دهنده: سلول‌های بنیادی انسان در مدار زمین، با سرعتی غیرمنتظره پیر می‌شوند
- مردی دو سال با کرونا زندگی کرد و ویروس در بدنش جهش یافت!
- تشخیص زودهنگام قوز قرنیه با هوش مصنوعی: خداحافظی با پیوند قرنیه؟
- انقلاب در میدان نبرد؛ پنتاگون خون هوشمند می‌سازد
برای غلبه بر این مشکلات، دانشمندان به کریستال‌های پروسکایت روی آوردند که کاناتزیدیس بیش از ۱ 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 بنیاد، 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 نشان داد. هه گفت: “این کار پتانسیل واقعی آشکارسازهای مبتنی بر پروسکایت را برای تغییر تصویربرداری پزشکی هسته‌ای نشان می‌دهد.”
نتایج آزمایشگاهی و افق‌های آینده
در آزمایش‌ها، آشکارساز 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. این آشکارساز توانست منابع رادیواکتیو ریز را با فاصله تنها چند میلی‌متر از هم جدا کند و تصاویر واضحی تولید کند. همچنین، آشکارساز بسیار پایدار بود 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.
شرکت اکیتییبا، یک شرکت نوپای نورث‌وسترن، در حال تجاری‌سازی این فناوری است. پروسکایت‌ها جایگزین بسیار ارزان‌تری برای آشکارسازهای CZT و NaI ارائه می‌دهند، بدون اینکه کیفیت را فدا کنند. همچنین آشکارسازهای مبتنی بر پروسکایت، راهی واقع‌بینانه برای تصویربرداری با دوز پایین‌تر رادیوتریسر فراهم می‌کنند که دسترسی گسترده بیماران را تضمین می‌کند.