แม้ว่าการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์จะใช้เป็นประจำในการวินิจฉัยทางการแพทย์และในอุตสาหกรรมสำหรับการตรวจสอบวัสดุ เช่น เซมิคอนดักเตอร์เพื่อหาข้อบกพร่อง เครื่องเอ็กซ์เรย์ที่มีอยู่ไม่สามารถแสดงภาพวัตถุสามมิติที่โค้งงอด้วยความละเอียดสูงได้ ทีมวิจัยที่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (NUS) และมหาวิทยาลัยฝูโจวในประเทศจีนได้พัฒนาเซ็นเซอร์เอ็กซ์เรย์แบบยืดหยุ่นใหม่ที่สามารถทำได้
อุปกรณ์ซึ่งอาศัยชุดของอนุภาคนาโนที่เปล่งแสง
เป็นเวลานานหลังจากตื่นเต้นกับรังสีเอกซ์ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเรืองแสงด้วยรังสีแบบถาวร อาจนำไปใช้ในการดูแลสุขภาพ เช่น เครื่องตรวจจับเอ็กซ์เรย์แบบพกพาสำหรับการตรวจเต้านมและการถ่ายภาพ การบำบัดด้วยคำแนะนำ
เครื่องตรวจจับเอ็กซ์เรย์ในเครื่องเอ็กซ์เรย์ในปัจจุบันมักจะเป็นแบบจอแบนซึ่งแต่ละพิกเซลมีวงจรรวมของตัวเอง การตั้งค่านี้ทำให้พิกเซลมีขนาดใหญ่และจำกัดความละเอียดของเครื่องตรวจจับ สมาชิกในทีมXiaogang Liuที่แผนกเคมีของ NUSอธิบาย ความเรียบของแผงยังหมายถึงเครื่องตรวจจับพยายามจับภาพวัตถุโค้ง
อุปกรณ์รอบตัวในงานของพวกเขา Liu และเพื่อนร่วมงานได้มุ่งเน้นไปที่วัสดุนาโนที่เจือด้วยแลนทาไนด์ซึ่งมีคุณสมบัติการเรืองแสงที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งได้รับการใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางในการฉายรังสีเอกซ์ การถ่ายภาพด้วยแสง ไบโอเซนเซอร์ และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาเริ่มต้นด้วยการเติมโซเดียมลูทีเซียมฟลูออไรด์ (NaLuF 4 ) นาโนคริสตัลที่มีไอออนของเทอร์เบียมธาตุหายาก (Tb 3+ ) จากนั้นพวกเขาก็ฝังนาโนคริสตัลเจือปน (ซึ่งแสดงเป็น NaLuF 4 :Tb@NaYF 4 ) ลงในยางซิลิโคนเพื่อสร้างเครื่องตรวจจับเอ็กซ์เรย์ที่มีความยืดหยุ่นสูงซึ่งสามารถพันรอบวัตถุ 3 มิติได้
ขั้นตอนต่อไปคือการกระตุ้นให้ ด้วยรังสีเอกซ์
ที่พลังงาน 50 kV เมื่อพวกเขาทำเช่นนี้ ทีมงานสังเกตว่าวัสดุดังกล่าวปล่อยแสงจ้าเป็นเวลานานหลังจากที่แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ถูกกำจัดออกไป แสงคงอยู่นานกว่า 30 วัน ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้เพื่อสร้างภาพวัตถุได้ตลอดช่วงเวลานี้
ผู้ให้บริการชาร์จ “กระโดด” ช้าLiu และเพื่อนร่วมงานอธิบายว่าแสงถูกปล่อยออกมาเมื่อไอออนของลูทีเซียมในโครงข่าย 4ดูดซับพลังงานของรังสีเอกซ์ ทำให้เกิดอิเล็กตรอนที่มีพลังจำนวนมากในกระบวนการนี้ เมื่อโฟตอนเอ็กซ์เรย์ชนกับฟลูออไรด์ไอออนขนาดเล็กในวัสดุ ข้อบกพร่องที่เรียกว่าข้อบกพร่องของประจุลบ Frenkel ก่อตัวในผลึกนาโนและดักจับตัวพาประจุไฟฟ้า (อิเล็กตรอนและรู) ที่สร้างขึ้น การเรืองแสงของคลื่นวิทยุที่ยืดเยื้อในวัสดุนั้นมาจากอิเล็กตรอนเหล่านี้ “กระโดด” อย่างช้าๆ ผ่านโครงผลึกไปยังไอออน Tb 3+และรวมตัวใหม่ด้วยศูนย์รู Tb 3+พวกเขากล่าว
หลิวยอมรับว่าวัสดุเรืองแสงแบบต่อเนื่องอื่นๆ มีอยู่แล้ว สาร เรืองแสงเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นอย่างหนึ่ง และในปี 2011 ทีมงานของมหาวิทยาลัยจอร์เจีย สหรัฐอเมริกา รายงานว่าสารเรืองแสง ZnGa2O4:Cr3+ มีอายุการใช้งานที่เรืองแสงประมาณ 15วัน อย่างไรก็ตาม Liu ตั้งข้อสังเกตว่าวัสดุอื่นๆ เหล่านี้อาจไม่ไวต่อรังสีเอกซ์หรือผลิตได้ยากในระดับนาโน ซึ่งทำให้วัสดุเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับการผลิตเครื่องตรวจจับแบบยืดหยุ่น
ความละเอียดภาพต่ำกว่า 25 ไมครอนนักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคการถ่ายภาพของทีม NUS ซึ่งเรียกว่าการถ่ายภาพส่วนขยายการเรืองแสงด้วยรังสีเอกซ์ (Xr-LEI) สามารถใช้เพื่อสร้างภาพที่มีความละเอียดน้อยกว่า 25 ไมโครเมตร Liu กล่าวว่า “กลุ่มวิจัยหลายกลุ่มรวมทั้งของเราได้รับความท้าทายในการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา “เทคโนโลยีที่เรารายงานอาจช่วยแก้ปัญหาที่จำเป็นมากสำหรับการถ่ายภาพวัตถุ 3 มิติที่มีความโค้งสูง อาจเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น การถ่ายภาพรังสีเอกซ์ ณ จุดดูแล และการตรวจแมมโมกราฟฟีโดยไม่ต้องกดทับเต้านม ซึ่งไม่สะดวกสำหรับผู้ป่วย”
การพิมพ์ 3 มิติบนกราฟีนสร้างเครื่องตรวจจับเอ็กซ์เรย์แบบอัลตราไวโอเลต
เช่นเดียวกับการใช้งานด้านการดูแลสุขภาพ เทคนิคนี้อาจใช้ในการตรวจหาข้อบกพร่องในวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ เช่น เซมิคอนดักเตอร์ รับรองผลงานศิลปะ และเพื่อตรวจสอบวัตถุทางโบราณคดีในระดับไมครอน เขากล่าวเสริม
นักวิจัยที่รายงานการทำงานของพวกเขาในNatureกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุนาโนเรืองแสงแบบถาวรเพื่อลดปริมาณรังสีเอกซ์และเวลาในการเปิดรับแสง Liu บอกกับ Physics Worldว่า”เราจะดำเนินการพัฒนาเทคนิคการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์แบบไดนามิกซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการเฝ้าติดตามกระบวนการทางชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตในแบบเรียลไทม์”
นักวิจัยได้ทดสอบเทคนิคของพวกเขากับผู้ใหญ่ 5 คนที่ไม่มีอาการของโรคตา อธิบายการวิจัยของพวกเขาในOpticaพวกเขาอ้างว่าวิธีการนี้ปรับปรุงความละเอียดทั่วทั้งโมเสกรับแสงโดย 33% และความละเอียดในเชิงลึก 13% เมื่อเทียบกับการปรับแสงออปติกการสแกน ophthalmoscopy ทั่วไป สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเปิดเผยคุณสมบัติของเซลล์รับแสงที่มองไม่เห็นด้วยเทคนิคก่อนหน้านี้
“ความสามารถในการถ่ายภาพเซลล์รับแสงแบบ noninvasively ที่มีความละเอียดระดับเซลล์ย่อยสามารถใช้เพื่อติดตามว่าเซลล์แต่ละเซลล์เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป” Tam กล่าว “ตัวอย่างเช่น การเฝ้าดูเซลล์เริ่มเสื่อมโทรม และอาจฟื้นตัวได้ จะเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับการทดสอบการรักษาใหม่ๆ เพื่อป้องกันการตาบอด”
นักวิจัยกล่าวว่าการปรับปรุงที่ชัดเจนในความสามารถในการรับภาพเรตินาที่มีความละเอียดสูงขึ้นสามารถช่วยตอบคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับสุขภาพของตัวรับแสงได้ พวกเขาเสริมว่าเทคนิคของพวกเขาเป็นวิธีการที่ตรงไปตรงมาในการบรรลุความละเอียดจำกัดการเลี้ยวเบนย่อยในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้จุดและการสแกนด้วยภาพ สิ่งนี้สามารถเปิดใช้งานการถ่ายภาพการเลี้ยวเบนย่อยตามปกติของเซลล์ในร่างกายมนุษย์ พวกมันระบุ และมีประโยชน์ในการใช้งานอื่นๆ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการถ่ายภาพด้วยแสงระดับต่ำ
ปริมาณรังสีที่ลดลงและเวลาในการตรวจที่สั้นลงสำหรับการสแกนด้วย PET/CT ถือเป็นข้อดีอย่างมากสำหรับผู้ป่วยโรคมะเร็ง ซึ่งอาจต้องสแกนหลายครั้งในระหว่างการรักษา และอาจพบว่าเป็นเรื่องยากที่จะนิ่งเฉยในระหว่างการสแกน PET 20 นาทีโดยทั่วไป นักรังสีวิทยาที่Wright Center of Innovationที่Ohio State University Wexner Medical Centerสามารถลดระยะเวลาการสแกนด้วย PET ลงเหลือประมาณ 2 นาที ซึ่งจะช่วยลดความรู้สึกไม่สบายของผู้ป่วย ลดสิ่งแปลกปลอมในการเคลื่อนไหว และปรับปรุงปริมาณงานของผู้ป่วย
Credit : zakopanetours.net ianwalk.com immergentrecords.com imperialvalleyusbc.org inmoportalgalicia.
