2019. november 8. – A Maryland, Baltimore megyei Egyetem (UMBC) és a Baltimore-i Egyetem (UMB) kutatói úttörő technológia segítségével egy új röntgenképalkotási módszert tesztelnek, amely a csontok mikrotöréseinek azonosítására használja a színeket. A mikrotöréseket korábban lehetetlen volt észrevenni a hagyományos röntgenképalkotás segítségével. A színes (spektrális) CT (komputertomográfiás) képalkotás ezen előrelépésével kapcsolatos eredményeket az Advanced Functional Materials című szaklapban teszik közzé.

A röntgensugarak 1895-ös felfedezése óta a technológia alapjai következetesek maradtak. Az orvosok és a tudósok a sűrű anyagok, például a csontok megtekintésére használják őket, de a technológia képességei korlátozottak voltak. Dipanjan Pan, Ph.D., az UMBC kémiai, biokémiai és környezetmérnöki professzora és az UMB radiológia professzora, az új tanulmány levelező szerzője. A röntgentechnológia következő generációjára előretekintve azt kérdezte: “Hogyan tudjuk kimutatni a csontok mikrorepedését, ami a röntgenképalkotás segítségével nem látható?”

Pan elmagyarázza, hogy ennek a kérdésnek a vizsgálatához a laboratóriuma olyan nanorészecskéket fejlesztett ki, amelyek kifejezetten olyan területekre navigálnak és kapcsolódnak, ahol mikrorepedések vannak. Szeretné őket “GPS-részecskéknek” nevezni. Ezt a kutatást az Illinois-i Urbana-Champaign-i Egyetemen kezdték el végezni. A kutatók úgy programozták a részecskéket, hogy a mikrorepedések megfelelő területére tapadjanak. Ha a részecskék egyszer a mikrorepedésekhez kapcsolódnak, ott is maradnak, ami kulcsfontosságú a képalkotási folyamat szempontjából.

A részecskék a hafnium elemet tartalmazzák. Az új-zélandi MARS cég által kifejlesztett új, röntgensugár-alapú technika ezután CT-felvételeket készít a testről, és a hafnium-részecskék színesben jelennek meg. Ezáltal nagyon tiszta képet kapunk arról, hogy hol találhatók a csontok mikrorepedései.

A hafniumot azért használják, mert összetételének köszönhetően a röntgensugárzás számára kimutathatóvá válik, és olyan jelet generál, amelyet aztán a repedések leképezésére lehet használni. Pan laboratóriuma kimutatta, hogy a hafnium elég stabil ahhoz, hogy élőlényekkel végzett vizsgálatokban is felhasználható legyen, és biztonságosan kiüríthető a szervezetből. A laboratórium még nem kezdte meg a tesztelést embereken, de az ehhez szükséges technológia már 2020-ban rendelkezésre állhat.

A hafnium áttörésével a spektrális CT-képalkotás egyéb alkalmazásait illetően a kutatás azt sugallja, hogy ez a módszer sokkal komolyabb problémák felderítésére is használható lenne. Annak megállapítására például, hogy valakinek van-e elzáródás a szívében, az orvosok gyakran stressztesztet végeznek a rendellenességek kimutatására, ami jelentős kockázattal jár. Egy napon a közeljövőben az orvosok talán képesek lesznek a spektrális CT segítségével megállapítani, hogy van-e elzáródás a szervekben.”

“A hagyományos CT nem rendelkezik lágyrész-kontrasztanyaggal. Nem tudja megmondani, hogy hol vannak az erek. A spektrális CT segíthet megoldani ezt a problémát” – magyarázta Pan. Megjegyzi, hogy bár több kutatásra van szükség ahhoz, hogy a spektrális CT-t ilyen módon kezdjék el használni, arra számít, hogy ez egy “óriási” új eszköz lesz a radiológusok számára. Fatemeh Ostadhossein, Ph.D., aki nemrég végzett a Pan laborban, a tanulmány első szerzője volt.