211service.com
Ar nanocaurulēm darbināmi rentgena stari
Oglekļa nanocaurules ir jaunas rentgena iekārtas pamatā, kuras klīniskās pārbaudes vēlāk šogad paredzēts veikt Ziemeļkarolīnas universitātes (UNC) slimnīcās. Iekārta varētu darboties daudz labāk nekā tās, ko šodien izmanto rentgena attēlveidošanai un vēža terapijai, saka UNC pētnieki, kuri izstrādāja šo tehnoloģiju. Viņi ir parādījuši, ka tas paātrina orgānu attēlveidošanu, uzņem asākus attēlus un var palielināt staru terapijas precizitāti, lai tā nekaitētu normāliem audiem.
Sirds sagrābšana: Jaunā skenerī oglekļa nanocaurules uzreiz izšauj elektronus, lai radītu rentgena starus. Tas nodrošina asus, augstas izšķirtspējas attēlus, piemēram, šo ar ātri pukstošu peles sirdi.
Parastās rentgena iekārtas sastāv no garas caurules ar elektronu emitētāju, parasti volframa pavedienu, vienā galā un metāla elektrodu otrā galā. Volframa kvēldiegs izstaro elektronus, kad tas tiek uzkarsēts līdz 1000 grādiem pēc Celsija. Elektroni tiek paātrināti gar cauruli un ietriecas metālā, radot rentgena starus.
Viena volframa emitētāja vietā UNC komanda izmanto virkni vertikālu oglekļa nanocauruļu, kas kalpo kā simtiem mazu elektronu lielgabalu. Lai gan volframam ir nepieciešams laiks, lai uzsiltu, nanocaurules uzreiz izdala elektronus no saviem galiem, kad tiem tiek pieslēgts spriegums.
Pētnieki prezentēja darbu pie sava nanocaurules skenera Amerikas Medicīnas Fiziķu asociācijas sanāksmē pagājušajā nedēļā.
Fizikas un materiālu zinātnes profesors Oto Džou līdzdibināja uzņēmumu ar nosaukumu Xintek Research Triangle Park, NC, lai komercializētu tehnoloģiju. Xintek ir sadarbojies ar Siemens medicīnas risinājumi izveidot kopuzņēmumu, XinRay sistēmas , kas ir izstrādājis sistēmas prototipu, kas šogad tiks klīniski pārbaudīts.
Ar jauno daudzstaru rentgenstaru avotu ir daudz vieglāk uzņemt skaidrus, augstas izšķirtspējas rentgena attēlus no ķermeņa orgāniem, saka Džou. Parastās datortomogrāfijas (CT) skenēšanas iekārtas aizņem dažas minūtes, lai, izmantojot rentgena starus, izveidotu skaidrus 3-D attēlus. Tā kā starojums nāk no viena kosmosa punkta, iekārtai ir jāpārvieto [elektronu] avots un detektors ap objektu, saka Džou. Rentgenstaru izstarotājs uzliesmo, kamēr caurule kustas. Sirds un plaušu kustība var izpludināt attēlus, tāpēc CT skeneris uzņem simtiem attēlu, kas tiek sintezēti, lai rekonstruētu 3-D attēlu.
Turpretim jaunā iekārta secīgi ieslēdz un izslēdz vairākus nanocauruļu izstarotājus, lai bez kustības uzņemtu attēlus no dažādiem leņķiem. Tā kā izstarotāji ieslēdzas un izslēdzas uzreiz, saka Daniels Kopans Masačūsetsas vispārējās slimnīcas krūšu attēlveidošanas direktors, sistēmai vajadzētu būt iespējai katru sekundi uzņemt vairāk attēlu. Kopans saka, ka šai ātrākajai ekspozīcijai vajadzētu samazināt izplūšanu, tāpat kā ātrgaitas kamera tver īpaši ātru kustību. Džou un viņa kolēģi ir spējuši uzņemt krūšu attēlus ar gandrīz divreiz lielāku izšķirtspēju nekā komerciālie skeneri, dažu sekunžu laikā izmantojot 25 vienlaicīgus starus.
Ātra, reāllaika attēlveidošana savukārt uzlabos vēža ārstēšanu. Vismodernākā staru terapija ir ļoti balstīta uz attēlu, saka Ša Čans , UNC Medicīnas skolas radiācijas onkoloģijas profesors, kurš strādā ar Džou. Audzēja zonas attēli tiek uzņemti, lai starojumu varētu fokusēt uz audzēju, saudzējot apkārtējos normālos audus. Taču, tā kā mūsdienu skeneri ir lēni, Čangs saka, ka nav iespējams uzņemt 3-D attēlus un vienlaikus ārstēt pacientu. Viņa saka, ka rentgenstaru attēlveidošanas ierīces [nanocaurules] izmantošana ļauj [mums] savākt 3-D attēlus, kamēr mēs ārstējam pacientu, lai pārliecinātos, ka lielas devas starojums un siltums [tiek] piegādāti pareizajā vietā.
Klīniskās pārbaudes rezultāti noteiks, vai Xintek var ienākt medicīniskās attēlveidošanas tirgū. Tikmēr uzņēmums savus nanocauruļu izstarotājus pārdod arī displeju ražotājiem. Tādi uzņēmumi kā Samsung un Motorola ražo displejus, kuru pamatā ir nanocaurules izstarotāji, kas sola patērēt mazāk enerģijas nekā šķidro kristālu displeji vai plazmas ekrāni, vienlaikus nodrošinot apjomīgo katodstaru lampu televizoru spilgtumu un asumu, jo tie darbojas pēc viena principa: fotografēšana. elektroni pie ekrāna, kas pārklāts ar sarkanu, zaļu un zilu fosforu.
Xintek attēlveidošanas tehnoloģija ir izrādījusies noderīga arī laboratorijas dzīvnieku pētījumos. Tas var uzņemt asus peļu sirds attēlus, kas ir grūti to ātrās sirdsdarbības dēļ. Džou saka, ka UNC biomedicīnas pētnieki jau izmanto sistēmu un medicīnas skolas pētniecības iestādē uzstāda otru vienību.