چرا اشعه ایکس می‌تواند خیلی شخصی‌تر شود

اشعه ایکس می‌تواند تغییر کند. از زمان کشفش در اواخر قرن نوزدهم، پرتو درمانی دریچه‌ای را برای تماشای کار درونی بدن فراهم کرده است و بعداً به ما قدرت این را داده است که درون همه چیز از ساختمان‌ها گرفته تا چمدان‌ها را ببینیم. اما این فناوری در اصل همانی که بوده است باقی مانده است: پرتوهایی از میان هر جسم مورد بررسی به سمت یک آشکار ساز ثابت، سفت و معمولاً کوچک که می‌تواند تصویر دلخواه را تولید کند، شلیک می‌شود.
 
در واقع یک استاد دانشگاه کاملاً اتفاقی کشفش کرد. چون نمی‎دانست این نور عجیب از کجا می‎آید، اسمش را گذاشت «اشعه ایکس» که منظورش از ایکس همان مجهول یا نامعلوم (معروف در معادلات ریاضی) بود. او تعدادی کریستال در محیط آزمایشگاهش داشت که وقتی او با پرتوهای خاصی کار می‎کرد آن‌ها روشن می‎شدند و از خود نور منتشر می‎کردند. بعدها آقای «رونتگن» به‎خاطر این کشفش جایزه نوبل گرفت. دانشمندها در این فاصله بی‎کار ننشستند و بسیار فکر کردند تا بفهمند این اشعه دقیقاً از چه چیزهایی عبور می‌کند و چه خاصیت‎هایی دارد. آن‎ها متوجه شدند پرتوهای ایکس از کاغذ و چوب و گوشت و فلزهای سبک، خیلی راحت رد می‎شوند ولی فلزهای سنگین مثل سرب جلوی عبور آن‎ها را می‎گیرد.
 
استخوان‎های بدن انسان هم از مواردی است که پرتو ایکس نمی‎تواند از آن عبور کند، به همین دلیل است که به ما در پیدا کردن نقطه شکستگی استخوان یا دررفتگی‎ها کمک می‌کند البته می‎‏تواند در عکس‌برداری از معده و روده هم کمک کند فقط باید قبلش داروی تلخی به نام «سولفات باریم» بخورید تا پوشش کدری اطراف معده و روده‌تان را بپوشاند و در تصویر قابل تشخیص باشد. پزشک‎ها باز هم چیزی فراتر از این را لازم داشتند.

اما پرتوهای ایکس می‌تواند در آینده بسیار انعطاف پذیر باشد. فناوری جدید بدان معنی است که آشکار سازهای اشعه ایکس می‌توانند یک روز به طور مؤثر روی هر سطح مناسبی چاپ شوند. از این رو می‌توان آنها را منحنی ساخت تا دور قسمتی از بدن بیمار مورد آزمایش قرار گیرد تا تصویری بسیار دقیق‌تر تولید شود. آنها می‌توانند به اندازه کافی بزرگ باشند که بتوانند یک کامیون را با یک حرکت اسکن کنند. و آنها می‌توانند به اندازه کافی قابل حمل باشند تا بتوانند به سرعت از میان جمعیتی به منظور جستجوی یک بسته مشکوک حرکت کنند. و این آینده به لطف پیشرفت‌های اخیر من و همکارانم یک قدم به مقصد نزدیکتر شده است.
 
امروزه بسیاری از تصاویر اشعه ایکس با شلیک اشعه بر روی یک آشکار ساز دیجیتال به جای فیلم عکاسی ایجاد می‌شوند. این آشکارسازها پرتوهای X را به بار الکتریکی تبدیل می‌کنند و یک کامپیوتر آنها را به یک تصویر دیجیتال تبدیل می‌کند. بسیاری از صنایع از این جهش گسترده در فیلم اشعه ایکس بهره‌مند شده‌اند زیرا امکان ایجاد تصاویر دقیق تر را می‌دهد که به صورت بلادرنگ قابل مشاهده هستند. اما آشکارسازهای جامد نیز سفت و سخت و مسطح و بسیار محدود هستند.
 
در مقابل ، بدن انسان به طور طبیعی از سطوح خمیده تشکیل شده است. و شلیک اشعه X از میان یک شیء منحنی بر روی یک آشکار ساز مسطح می‌تواند باعث بروز خطا شود. این می‌تواند منجر به تشخیص نادرست سرطان شود و یا در بیمار مقادیر غلط رادیو تراپی انجام شود. قرار گرفتن بیش از حد در معرض اشعه X همچنین می‌تواند باعث آسیب بافتی و حتی رشد تومورهای ثانویه شود.
 
از آن جا که رد یاب‌های اشعه ایکس فعلی بیشتر از صفحات ضخیم مواد معدنی ساخته می‌شوند، ساختن آنها در اندازه‌های بزرگ برای اسکن اجسام بزرگ مانند وسایل نقلیه گران است. برخی از آشکار سازها همچنین برای کار به ولتاژهای بسیار بالا نیاز دارند و به این احاظ برای برنامه‌های قابل حمل مناسب نیستند.
 
برای بازرسی از قطعات تولید شده و محصولات مربوط به نقص (معروف به آزمایش غیر مخرب)، از فیلم‌های سنتی اشعه ایکس معمولاً برای ضبط تصاویر استفاده می‌شود زیرا ارزان‌تر از رد یاب‌های دیجیتالی هستند. اما این فیلم‌ها باید در یک آزمایشگاه ویژه پردازش شوند و از این رو نمی‌توانند تصاویر بلادرنگی را آن چنان که آشکار سازهای دیجیتالی می‌توانند، فراهم کنند.
 

آشکار سازهای انعطاف پذیر

همه این برنامه‌ها از ایجاد رد یاب‌های پرتو X دیجیتالی انعطاف پذیرتر بهره‌مند می‌شوند. و به نظر می‌رسد که در نهایت ممکن است راه حلی وجود داشته باشد. در سال 2017، محققان اولین تصویر برداری اشعه ایکس پلاستیکی منحنی جهان را نشان دادند. امروزه بسیاری از تصاویر اشعه ایکس با شلیک اشعه بر روی یک آشکار ساز دیجیتال به جای فیلم عکاسی ایجاد می‌شوند. این آشکارسازها پرتوهای X را به بار الکتریکی تبدیل می‌کنند و یک کامپیوتر آنها را به یک تصویر دیجیتال تبدیل می‌کند. بسیاری از صنایع از این جهش گسترده در فیلم اشعه ایکس بهره‌مند شده‌اند زیرا امکان ایجاد تصاویر دقیق تر را می‌دهد که به صورت بلادرنگ قابل مشاهده هستند. و اکنون، من و همکارانم راهی برای ایجاد رد یاب با استفاده از جوهر ویژه‌ای که می‌تواند روی یک سطح رسوب داده شود، ایجاد کرده‌ایم تا یک فیلم حساس به اشعه ایکس ایجاد شود.
 
جوهر حاوی نانو ذراتی است که می‌توانند اشعه X را متوقف کرده و بار الکتریکی ایجاد کنند، و مواد ارگانیکی که بار را به مجموعه‌ای از الکترودها منتقل می‌کنند. می‌توان آن را روی هر سطح مناسب از هر اندازه پوشانده یا چاپ کرد و فقط به ضخامت چند میکرو متر، کمتر از ضخامت یک ورق کاغذ نیاز دارد.
 
در نتیجه، اکنون می‌توان رد یاب‌های بزرگ و انعطاف پذیر پرتوی ایکس را با استفاده از تنها دو باتری سلولی سکه‌ای ایجاد کرد. از طرف دیگر، می‌توانیم رد یاب‌های پرتوی ایکس قابل حملی را ایجاد کنیم که همراه با منابع تغذیه پرتوی ایکس قابل حمل، می‌توانند در آمبولانس‌ها قرار بگیرند و برای تشخیص در جاده‌ها و نه فقط در بیمارستان‌ها مورد استفاده قرار گیرند. و به خاطر بهبود وضوح تصاویر می‌توان از این فناوری برای تشخیص سرطان استفاده کرد.
 
محققان همچنین در تلاش هستند تا رد یاب‌هایی را ایجاد کنند که بتوانند با دوز کمتری از اشعه ایکس کار کنند تا میزان اشعه‌ای که بیماران و اپراتورها در معرض آن قرار دارند به کمترین مقدار ممکن برسد. این امر به شناسایی موادی که نسبت به اشعه X حساس هستند، نیاز دارد تا با دوز کمتر پاسخ بهتری حاصل شود. این فناوری از پتانسیل بسیار هیجان انگیزی برای تحول در تکنیک‌های تصویر برداری کنونی برخوردار است و این که این تکنولوژی ما را به کجا می‌کشاند فقط به محدوده توانایی تخیل ما بستگی دارد.
 
منبع: Hashini Thirimanne – The Conversation