Un nuovo processo di immaginografia viene utilizzato per la prima volta in prototipi di un nuovo tomografo computerizzato (CT). I risultati nella ricerca clinica sul modello animale sono stati molto promettenti. In futuro gli apparecchi verranno utilizzati anche in ambito medico.
Con la comune tecnologia ai raggi X, si misura l’intensità dei raggi X che penetrano un oggetto o un tessuto. Questo metodo di immaginografia presenta tuttavia alcune limitazioni se si tratta di applicazioni su determinati tessuti molli: alcuni tumori o cartilagini ad esempio possono essere rappresentati solo in modo limitato.
Un team di ricercatori sotto la direzione dell’Università Tecnica di Monaco (TUM) ha tuttavia sviluppato un nuovo processo a raggi X denominato tecnologia con contrasto di fasi a raggi X. Questo processo non registra in che modo i raggi penetrano nel tessuto, bensì la forza con la quale essi vengono deviati dalle strutture corporee. In questo modo si ottiene una rappresentazione notevolmente migliorata dei tessuti molli.
La deviazione resta tuttavia un effetto estremamente debole. Per renderla visibile, nel cosiddetto processo a contrasto di fasi basato sulla griglia, i ricercatori utilizzano più strutture ottiche a raggi X (griglie) disposte in modo preciso nei raggi X.
Il team di ricerca della cattedra di Fisica biomedica della TUM lavora da anni a questa nuova tecnologia per migliorare la diagnostica dei processi medici di immaginografia. Fino a oggi, il tessuto prelevato nel corpo era esaminato all’interno del laboratorio tecnico con strutture a raggi X sperimentali. Da poco è stato compiuto il passo più importante nella direzione dell’applicazione biomedica: la nuova tecnologia è stata incorporata in micro-tomografi computerizzati che adesso sono disponibili per ulteriori indagini. In questo modo in futuro la tecnica sarà utilizzabile anche per i pazienti.
In collaborazione con i partner industriali Bruker MicroCT e Skyscan, sono nati due prototipi di nuovi tomografi computerizzati . Per gli stessi sono state utilizzate griglie a contrasto di fasi molto precise del Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Uno degli apparecchi viene utilizzato presso il partner in Belgio, il secondo all’Istituto centrale per l’ingegneria biomedica della TUM all’interno del Garchinger Forschungscampus.
Le sfide più impegnative per l’attuazione della nuova tecnologia nei micro-tomografi computerizzati sono state la stabilità meccanica e i problemi di immagini ad essa connessi nel contrasto di fasi. I problemi sono stati risolti con l’ausilio di algoritmi software. I ricercatori hanno dimostrato che questi hanno sortito l‘effetto desiderato attraverso la misurazione di un “fantasma” con fluidi chimici. Il potenziale della nuova tecnologia per immaginografia biomedica è stato studiato su tessuti biologici ed è stato possibile rappresentare molto meglio diversi settori dei tessuti. I partner di progetto vi vedono l’inizio di una nuova generazione di tomografi computerizzati.
Ulteriori informazioni I partner hanno presentato i loro risultati in un‘edizione della rivista specializzata PNAS. La Deutsche Forschungsgemeinschaft (Comunità di ricerca tedesca, DFG) ha supportato i lavori nell‘ambito del cluster d‘eccellenza Munich Center for Advanced Photonics (MAP). Ulteriori mezzi sono stati concessi dal Consiglio europeo della ricerca (ERC, FP7, Starting Grant No. 240142).
STATO DELLA TECNICA
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