Technologia CERN użyta do stworzenia pierwszych trójwymiarowych „promieni rentgenowskich” ludzkich ciał

Niemiecki naukowiec Wihlem Rontgen z 1895 roku odkrył promieniowanie rentgenowskie uderzające w świat niczym bomba naukowa. Umożliwiło to, po raz pierwszy w historii, aby ludzie mogli zajrzeć do wnętrza ludzi, kiedy byli wciąż żywy. Nasza zbiorowa wiedza o ludzkim ciele nie była już zarezerwowana do krojenia otwartych zwłok na sali operacyjnej - choroby można było precyzyjnie określić, podczas gdy pacjent nadal miał szansę na walkę. Ale teraz nowa technologia umożliwiła nam jeszcze głębsze spojrzenie na ciało i zobaczenie go w zupełnie nowy sposób.

Połowa dziwności oglądania prześwietlenia pochodzi z uświadomienia sobie, że rozmyta szarość i łączone białe linie, które można zobaczyć, faktycznie tworzą twoje własne ciało i kości. Teraz, dzięki technologii opracowanej w Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych lub CERN, ludzie będą mogli zajrzeć do ich ciał i zobaczyć ich wewnętrzne kawałki w żywym kolorze - miękka tkanka w kolorze czerwonym, kości jako białe i grube jak mroczny żółty. CERN opisuje technologię jako „przełomowy kolorowy skaner medyczny”.

Urządzenie, nazywane technicznie spektralnym skanerem rentgenowskim MARS, jest oparte na technologii Medipix3, która obsługuje chipy odczytujące przeznaczone do wykrywania, śledzenia i renderowania obrazów cząstek. Medipix tech został wynaleziony na początku XXI wieku jako sposób dla naukowców CERN na śledzenie cząstek emitowanych przez Wielki Zderzacz Hadronów, bardzo kosztowną rurę, która pozwoliła na odkrycie cząstki Bozonu Higgsa w 2012 roku. CERN twierdzi, że Medipix działa jak kamera, „Wykrywanie i liczenie każdej pojedynczej cząstki uderzającej w piksele, gdy elektroniczna migawka jest otwarta”.

Powoduje to obrazy o wysokiej rozdzielczości i wysokim kontraście - a po zastosowaniu na ludzkim ciele pozwala na uzyskanie wyraźnych, dokładnych obrazów, które mogą zmienić grę diagnostyki medycznej.

Powyższe kolory reprezentują różne poziomy energii fotonów rentgenowskich zarejestrowanych przez technologię Medipix. W tradycyjnym urządzeniu rentgenowskim promienie - będące formą promieniowania elektromagnetycznego o wysokiej energii - przechodzą przez ciało do detektora promieniowania rentgenowskiego po drugiej stronie pacjenta, tworząc obraz reprezentujący utworzone „cienie” przez wszystkie duże przedmioty wewnątrz nas - czy to kość, czy ćwiartka, którą „przypadkowo” połknąłeś. Tutaj poziomy energii fotonów rentgenowskich umożliwiają obrazowanie 3D licznych, bardziej subtelnych składników ciała, takich jak tłuszcz, woda, wapń i markery chorób.

„Ta technologia odróżnia maszynę od diagnozy, ponieważ jej małe piksele i dokładna rozdzielczość energetyczna oznaczają, że to nowe narzędzie do obrazowania jest w stanie uzyskać obrazy, których nie może osiągnąć żadne inne narzędzie do obrazowania”, współtwórca Phil Butler, Ph.D. Canterbury powiedział w oświadczeniu opublikowanym w tym tygodniu.

Butler i jego syn Anthony (profesor Uniwersytetu Otago) pracują nad tą technologią obrazowania od 2005 r., Mając na celu stworzenie skanera, który może badać ludzkie ciało i pomagać lekarzom w opracowywaniu lepszych diagnoz. Butler Jr. ogłosił w poniedziałek, że naukowcy wykorzystują małe wersje skanera do badania raka, zdrowia kości i stawów oraz chorób naczyniowych, które powodują zawały serca i udary.

„We wszystkich tych badaniach”, mówi Butler, „obiecujące wczesne wyniki sugerują, że gdy obrazowanie spektralne jest rutynowo stosowane w klinikach, umożliwi to dokładniejszą diagnozę i personalizację leczenia”.