8 noiembrie 2019 – Folosind o tehnologie revoluționară, cercetătorii de la University of Maryland, Baltimore County (UMBC) și University of Baltimore (UMB) testează o nouă metodă de imagistică cu raze X care folosește culoarea pentru a identifica microfracturarea oaselor. Microfracturile erau anterior imposibil de observat cu ajutorul imagisticii standard cu raze X. Descoperirile asociate cu acest progres în imagistica CT (tomografie computerizată) color (spectrală) sunt publicate în Advanced Functional Materials.

De la descoperirea razelor X în 1895, elementele de bază ale tehnologiei au rămas consecvente. Medicii și oamenii de știință le folosesc pentru a vedea materiale dense, cum ar fi oasele, dar capacitățile tehnologiei au fost limitate. Dipanjan Pan, Ph.D., profesor de inginerie chimică, biochimică și de mediu la UMBC, și profesor de radiologie la UMB, este autorul corespondent al acestui nou studiu. Privind în perspectivă la următoarea generație de tehnologie cu raze X, el s-a întrebat: „Cum putem detecta o microfisură osoasă, ceva ce nu este vizibil cu ajutorul imagisticii cu raze X?”

Pan explică faptul că, pentru a examina această întrebare, laboratorul său a dezvoltat nanoparticule care navighează și se atașează în mod specific în zonele în care există microfisuri. Îi place să le numească „particule GPS”. Au început să efectueze aceste cercetări la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign. Cercetătorii au programat particulele să se fixeze în zona corectă a microfisurii. Odată ce particulele se atașează de microfisuri, ele rămân acolo, ceea ce este crucial pentru procesul de imagistică.

Particulele conțin elementul hafniu. O nouă tehnică bazată pe raze X, dezvoltată de o companie MARS din Noua Zeelandă, realizează apoi imagini CT ale corpului, iar particulele de hafniu apar în culori. Acest lucru oferă o imagine foarte clară a locului în care sunt localizate microfisurile osoase.

Hafniul este folosit deoarece compoziția sa îl face detectabil la razele X, generând un semnal care poate fi apoi folosit pentru a obține imaginea fisurilor. Laboratorul lui Pan a arătat că hafniul este suficient de stabil pentru a fi folosit în testele care implică ființe vii și poate fi excretat în siguranță din organism. Laboratorul nu a început încă testele pe oameni, dar tehnologia pentru a face acest lucru ar putea fi disponibilă încă din 2020.

În ceea ce privește alte aplicații pentru imagistica CT spectrală cu această descoperire a hafniului, cercetarea sugerează că această metodologie ar putea fi folosită pentru a detecta probleme mult mai grave. De exemplu, pentru a determina dacă o persoană are un blocaj în inimă, medicii vor efectua adesea un test de efort pentru a detecta anomalii, care vine cu o cantitate semnificativă de riscuri. Într-o zi, în viitorul apropiat, medicii ar putea fi capabili să utilizeze CT spectral pentru a determina dacă există un blocaj în organe.

„CT obișnuit nu are un contrast pentru țesuturile moi. Nu vă poate spune unde sunt vasele de sânge. CT spectral poate ajuta la rezolvarea acestei probleme”, a explicat Pan. El notează că, deși este nevoie de mai multe cercetări pentru a începe să utilizeze CT spectral în acest mod, el anticipează că acesta va fi un nou instrument „extraordinar” pentru radiologi. Fatemeh Ostadhossein, Ph.D., recent absolventă a laboratorului lui Pan, a fost primul autor al acestui studiu.

.