ابداع روش جدید نانوتوموگرافی

گروهی از محققان آلمانی و سوئیسی یک روش نانوتوموگرافی جدید ابداع کرده‌اند که می‌تواند راه را برای انجام بررسی‌های توموگرافی ترکیبی با تفکیک‌پذیری نانومتری از ساختارهای کوچک هموار نماید.

گروهی از محققان دانشگاه فنی Muenchen در
آلمان (TUM)، موسسه Paul Scherrer در سوئیس (PSI) و ETH زوریخ (سوئیس) یک
روش نانوتوموگرافی جدید ابداع کرده‌اند که می‌تواند راه را برای انجام
بررسی‌های توموگرافی ترکیبی با تفکیک‌پذیری نانومتری از ساختارهای کوچک
هموار نماید. با استفاده از این روش، تصویربرداری سه‌بعدی دقیق از
ساختارهای استخوانی شکننده امکان‌پذیر می‌شود. این توموگرافی جدید می‌تواند
پیشرفت در زمینه علوم زیستی و علوم مواد را شتاب بخشد.

پوکی استخوان (“Osteoporosis”) یک بیماری شایع دوران پیری است که در آن
استخوان‌ها به‌دلیل کاهش چگالی ضعیف و شکننده می‌شوند. در آلمان حدود یک
چهارم افراد بالای ۵۰ سال به این عارضه دچار هستند. در حال حاضر تقریباً
تنها روش تشخیص بالینی این بیماری، شناسایی کاهش کلی در چگالی استخوان‌هاست.
در این روش هیچ اطلاعاتی درباره ساختارهای موضعی و تغییرات چگالی مربوط به
استخوان‌های هر ناحیه به دست نمی‌آید.

فرانز فایفر، استاد فیزیک زیست‌پزشکی در TUM و رئیس این گروه پژوهشی این
معما را حل کرده است: «با استفاده از نانوتوموگرافی جدیدی که ابداع کرده‌ایم،
می‌توان از ساختار استخوان‌ها و تغییرات چگالی آنها به‌صورت سه‌بعدی و با
تفکیک‌پذیری بالا تصویربرداری کرد. با استفاده از این روش می‌توانیم
تغییرات ساختاری مرتبط با پوکی استخوان را در مقیاس نانومتری مطالعه کرده و
روش‌های درمانی بهتری ارائه دهیم».
 

نمایی از روش نانوتوموگرافی جدید
تومورگرافی رایانه‌ای (CT) یک روش کاملاً
جاافتاده است که در تمام بیمارستان‌ها برای تصویربرداری از بدن بیماران
استفاده می‌شود. در این روش اشعه ایکس به بدن بیمار تابانده شده و با
استفاده از حسگرهایی که در زوایایی مختلف قرار دارند، میزان جذب این اشعه
اندازه‌گیری می‌شود. در اصل در این روش چندین تصویر اشعه ایکس از زوایای
مختلف گرفته شده و سپس با استفاده از رایانه، تمام این تصاویر به یک تصویر
سه‌بعدی تبدیل می‌شوند.

در روش جدید نه تنها شدت جذب اشعه ایکس توسط شیء مورد بررسی در زوایای
مختلف اندازه‌گیری می‌شود، بلکه تابش‌هایی که در جهت‌های مختلف انحراف پیدا
کرده و یا به بیان فیزیکی، دچار پراش می‌شوند نیز بررسی می‌گردند. این
الگوی پراش برای هر نقطه از جسم مورد مطالعه تولید می‌شود. از آنجایی که
اشعه ایکس به کوچک‌ترین تغییرات ساختاری حساس است، با استفاده از این روش
می‌توان اطلاعات بیشتری در مورد نانوساختار ماده به‌دست آورد.

جزئیات این تحقیق در مجله Nature منتشر شده است.