Μια νέα πιο ασφαλής μέθοδος αξονικής τομογραφίας

Η αξονική τομογραφία είναι ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα στην ιατρική εξέταση του ανθρώπινου σώματος. Αλλά για τον ασθενή έχει ένα κόστος. Υψηλή ακτινοβολία, πιθανώς μια επιβλαβής δόση. Υπάρχει μια πιο ασφαλής εναλλακτική πρόταση;

Επιστήμονες στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος Voxel, προσπαθούν να λύσουν στη Λισαβόνα το εγγενές πρόβλημα της αποτύπωσης που έχουν οι ακτίνες Χ.

Για να δημιουργήσουν για παράδειγμα μια τρισδιάστατη εικόνα ενός αντικειμένου, η κάμερα ενός αξονικού τομογράφου κάνει έναν ολοκληρωμένο κύκλο γύρω από αυτό, τραβώντας μερικές φορές χιλιάδες ακτινογραφίες.

«Η εναλλακτική λύση που ερευνούμε σ’ αυτό το πρότζεκτ βασίζεται σε μια plenoptic κάμερα, με ένα οπτικό σύστημα που επιτρέπει την καταγραφή μιας τρισδιάστατης εικόνας από μία θέση. Αυτός ο τύπος κάμερας λειτουργεί με το ορατό φως. Αυτό που προσπαθούμε να πετύχουμε είναι να λειτουργεί και στο φάσμα των ακτίνων-Χ» αναφέρει η Μάρτα Φαγιάρντο, ερευνήτρια και συντονίστρια του πρότζεκτ Voxel.

Με τη βοήθεια λέιζερ, οι ερευνητές δημιουργούν ακτίνες-Χ, με τα χαρακτηριστικά που θέλουν. Η ακτίνα περνά μέσα από μια σειρά φακών και κατόπτρων, μέχρι να διαπεράσει το αντικείμενο που τους ενδιαφέρει. Η τελική εικόνα που προκύπτει, καταγράφεται από έναν ανιχνευτή, που θυμίζει ψηφιακή φωτογραφική μηχανή.

Πώς μπορούμε να έχουμε όμως μια τρισδιάστατη εικόνα, από μόνο μία λήψη; Μία γαλλική εταιρία, η Imagine Optic χρησιμοποίησε δύο φελλούς από κρασιά για να δείξει πώς λειτουργεί. Ένα σύστημα μικρο-φακών είναι το κλειδί. Επιτρέπει να αλλάξουμε την εστίαση, αφού τραβηχτεί η φωτογραφία, χάρις σε μια σειρά υπολογιστικών αλγορίθμων για την ανακατασκευή της εικόνας.

«Συνδυάζοντας το βασικό φακό με αυτό το σύστημα, συγκεντρώνουμε τις ακτίνες με όλες τις σχετικές πληροφορίες που έχουν να κάνουν με το χώρο και τη γωνία. Η γενική εικόνα θα μας παράσχει όλα τα αναγκαία δεδομένα για να δημιουργήσουμε μια ανακατασκευή τριών διαστάσεων» εξηγεί η Ομπελίν ντε λα Ροσφουκό από την εταιρία Imagine Optic.

Οι ακτίνες-Χ είναι αρκετά περίπλοκες, γι’ αυτό και θα χρειαστούν χρόνια έρευνας για να δημιουργήσουμε τρισδιάστατες εικόνες από ακτίνες Χ σχετικά μεγάλων αντικειμένων.

Όσον αφορά όμως την μικροσκοπία, αυτή η προσέγγιση προσφέρει μια ικανοποιητική εναλλακτική λύση. Ειδικά στα συγχροτρόνια. Οι πιο μαλακές ακτίνες-Χ που χρησιμοποιούνται σ’ αυτό το πρωτότυπο είναι λιγότερο επιβλαβείς στα κύτταρα. Μπορεί όλη η διαδικασία λοιπόν να απεικονιστεί.

«Γενικά, η κυτταρική τομογραφία απαιτεί συνθήκες κρυογονικής, οι οποίες δεν επιτρέπουν την καταγραφή σε βίντεο των κυτταρικών κινήσεων. Αντίθετα, συστήματα σαν το δικό μας, επιτρέπουν στο κύτταρο να μείνει ζωντανό. Δεν χρειάζεται να το ψύξουμε» υπογραμμίζει η Έλενα Λόνγκο, διδάκτωρ φυσικής στο Εργαστήρια Εφαρμοσμένης Οπτικής.

Μερικά από τα αποτελέσματα αυτού του ερευνητικού πρότζεκτ είναι έτοιμα να κυκλοφορήσουν στην αγορά. Αυτό το απλό ψηφιακό νανοσκόπιο δεν παρέχει την ανάλυση και την αντίθεση των συσκευών ακτίνων-Χ, αλλά μπορεί να λειτουργήσει χωρίς πανάκριβους φακούς δημιουργώντας ολογράμματα μικρών αντικειμένων με τη βοήθεια υπεριώδους φωτός.

«Χρησιμοποιούμε το ορατό φάσμα, γιατί είναι λιγότερο επικίνδυνο από το φως των ακτίνων-Χ. Μπορεί να είναι χρήσιμο για την ανακατασκευή ενός τρισδιάστατου βιολογικού δείγματος. Μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για ιστούς, μιτοχόνδρια ή διάφορα βιολογικά οργανίδια» αναφέρει η φυσικός Ραμόνα Κόρμαν.

Στόχος της συγκεκριμένης έρευνας είναι να προσφέρει μια καλύτερη και πιο ασφαλή μέθοδο από την αξονική τομογραφία και να μειώσει πιθανές επιπτώσεις που έχει αυτή στον ασθενή.

ΠΗΓΗ: EURONEWS