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Raggi X in 3d: le mille applicazioni possibili

Gli scienziati hanno sviluppato una macchina fotografica che può essere usata per scattare immagini con potenti raggi X tridimensionali a colori. raggi_x_3dQuesto potrebbe migliorare radicalmente i controlli di sicurezza negli aeroporti, la diagnostica per immagini nella medicina, la manutenzione degli aerei, l’ispezione industriale e l’esplorazione geofisica.

Sviluppati dal professor Robert Cernik e dai sui colleghi della Facoltà di materiali dell’Università di Manchester, i raggi X si possono produrre quasi in tempo reale, senza bisogno di una fonte di raggi X al sincrotrone. Sono in grado di identificare sostanze chimiche e composti come il Semtex, metalli preziosi o materiali radioattivi. Possono anche essere di aiuto nel campo sanitario, rilevando tipi di tessuto anormale in campioni di biopsie. Nell’esplorazione geofisica, si potrebbero usare per analizzare velocemente il contenuto di campioni presi in fori di trivellazione. I risultati dei test sono stati pubblicati sulla rivista Analyst.

Il professor Robert Cernik dice che “Il fatto che adesso possiamo usare questa tecnologia in laboratorio è un sostanziale passo avanti. Quando abbiamo cominciato a sviluppare l’idea cinque anni fa, avevamo bisogno della potenza di un sincrotrone per produrre raggi X. Inoltre avevamo a disposizione solo rilevatori a base di silicio. Questo è un problema perché il silicio è un atomo leggero e non riesce a fermare i raggi X ad alta energia che attraversano oggetti grandi. Adesso possiamo ottenere gli stessi risultati di immagine con una fotocamera di 80 x 80 pixel (fatta di zinco di cadmio telluride) che supporta l’imaging iperspettrale a raggi X in tempo reale fino a livelli di energia molto alti”.

Continua: “I sistemi di imaging attuali, come gli scanner CAT a spirale, non usano tutte le informazioni contenute nel fascio di raggi X. Noi possiamo usare tutte le lunghezze di onda presenti per dare un’immagine a raggi X di colore in una serie di diverse geometrie di immagine. Questo metodo è spesso chiamato imaging iperspettrale perché fornisce informazioni aggiuntive sulla struttura del materiale a ogni voxel (equivalente tridimensionale di pixel) dell’immagine in 3D. Queste informazioni aggiuntive possono essere usate per prendere le impronte del materiale presente in ogni punto dell’immagine tridimensionale”.

La nuova tecnica riduce anche il tempo necessario per creare un’immagine tridimensionale, che prima era formata tante immagini separate (mappatura). Con il nuovo sistema, invece, l’immagine è creata in un movimento di scanning molto semplice, che richiede diversi minuti.

Questo ha implicazioni per l’uso del sistema a raggi X in campo medico, come spiega il professor Cernik: “Il fatto che l’immagine può essere catturata contemporaneamente all’uso di metodi più tradizionali e negli stessi tempi, significa che si possono raccogliere più informazioni dai campioni di biopsie. Sarà possibile distinguere in modo più preciso tra tessuti normali e anormali riducendo gli errori di diagnosi”.

Il professor Cernik sta adesso cercando partner industriali per progetti collaborativi per perfezionare la tecnologia a raggi X per ogni specifica applicazione: sicurezza, settore aerospaziale e medicina. Il team si sta inoltre avvicinando alla creazione del primo scanner per la tomografia computerizzata a colori, che potrebbe migliorare molto la diagnosi di una serie di malattie e la sicurezza negli aeroporti.

Per maggiori informazioni, visitare:

Università di Manchester:
http://www.manchester.ac.uk/

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