8. listopadu 2019 – Vědci z University of Maryland, Baltimore County (UMBC) a University of Baltimore (UMB) testují pomocí průlomové technologie novou metodu rentgenového zobrazování, která využívá barvu k identifikaci mikrotrhlin v kostech. Dříve nebylo možné mikrotrhliny vidět pomocí standardního rentgenového snímkování. Výsledky spojené s tímto pokrokem v barevném (spektrálním) CT (počítačové tomografii) zobrazování jsou publikovány v časopise Advanced Functional Materials.

Od objevu rentgenového záření v roce 1895 zůstávají základy této technologie neměnné. Lékaři a vědci je používají k zobrazení hustých materiálů, jako jsou kosti, ale možnosti této technologie byly omezené. Doktor Dipanjan Pan, profesor chemického, biochemického a environmentálního inženýrství UMBC a profesor radiologie na UMB, je odpovídajícím autorem této nové studie. S výhledem na příští generaci rentgenové technologie si položil otázku: „Jak můžeme detekovat mikrotrhlinu v kosti, tedy něco, co není pomocí rentgenového snímkování viditelné?“

Pan vysvětluje, že k prozkoumání této otázky jeho laboratoř vyvinula nanočástice, které se navigují a připojují speciálně k místům, kde existují mikrotrhliny. Rád jim říká „částice GPS“. Tento výzkum začali provádět na Illinoiské univerzitě v Urbana-Champaign. Výzkumníci naprogramovali částice tak, aby se přichytily na správnou oblast mikrotrhliny. Jakmile se částice k mikrotrhlinám přichytí, zůstanou tam, což je pro proces zobrazování klíčové.

Částice obsahují prvek hafnium. Nová technika založená na rentgenovém záření vyvinutá novozélandskou společností MARS pak pořizuje CT snímky těla a částice hafnia se zobrazují barevně. To poskytuje velmi jasný obraz toho, kde se nacházejí mikrotrhliny v kostech.

Hafnium se používá proto, že díky svému složení je detekovatelné rentgenovým zářením a vytváří signál, který lze následně použít k zobrazení trhlin. Panova laboratoř prokázala, že hafnium je dostatečně stabilní, aby mohlo být použito při testech zahrnujících živé tvory, a může být bezpečně vyloučeno z těla. Laboratoř zatím nezačala s testováním na lidech, ale technologie k tomu určená může být k dispozici již v roce 2020.

Co se týče dalších aplikací spektrálního CT zobrazování s tímto průlomovým hafniem, výzkum naznačuje, že by tato metodika mohla být použita k odhalování mnohem závažnějších problémů. Například za účelem zjištění, zda má člověk ucpané srdce, lékaři často provádějí zátěžový test, aby odhalili abnormality, což je spojeno se značným rizikem. Jednoho dne v blízké budoucnosti budou možná lékaři schopni pomocí spektrálního CT určit, zda je v orgánech ucpávka.

„Běžné CT nemá kontrast měkkých tkání. Nemůže vám říci, kde jsou vaše cévy. Spektrální CT může tento problém pomoci vyřešit,“ vysvětlil Pan. Poznamenává, že ačkoli je zapotřebí dalšího výzkumu, aby se spektrální CT mohlo začít takto využívat, předpokládá, že to bude pro radiology „ohromný“ nový nástroj. Doktorka Fatemeh Ostadhosseinová, nedávná absolventka Panovy laboratoře, byla první autorkou této studie.