DT News - Bulgaria - Нова рентгенова технология визуализира зъбните наноструктури

Dental Tribune International

чт. 10 декември 2015

запази

С помощта на нов компютърно-томографски метод (CT), базиран на разпръскването на рентгенови лъчи, екип от международни изследователи е успял за пръв път да визуализира наноструктурите на обекти с размер до само няколко милиметра. За да демонстрират потенциала на новата технология, учените реконструирали прецизната 3D ориентация на колагеновите влакна в част от човешки зъб.

Новият метод, разработен от екип изследователи от Техническия университет в Мюнхен (TUM), болница „Шарите“ в Берлин, Университета в Лунд и института „Пол Шерер“ в Швейцария, е базиран на разпръскването на рентгеновите лъчи, а не тяхното абсорбиране.

Традиционната компютърна томография изчислява точно една стойност, наречена воксел, за всяка точка в триизмерно изображение на един обект. Предимството на новата техника е, че може да припише множество стойности за всеки воксел, тъй като разпръснатата светлина попада във всяка точка от различни посоки.

„Благодарение на тази допълнителна информация имаме възможност да научим много повече за наноструктурата на даден обект, отколкото с традиционните компютърно-томографски методи. Като измерваме индиректно разпръснатите рентгенови лъчи, можем да визуализираме миниатюрните структури, които са прекалено малки за директна пространствена резолюция“, обяснява проф. Франц Пфайфър, ръководител на Института по биомедицинска физика в TUM.

Комбинирайки 3D информацията от разпръснатите рентгенови лъчи с компютърната томография, учените са успели да видят ясно 3D ориентацията на колагеновите влакна в част от човешки зъб с големина около 3 мм. За тази цел са заснети 1.4 млн. изображения, които са обработени по специален алгоритъм за цялостна реконструкция.

„Компютърната томография все още е по-подходяща за изследване на големи обекти. Въпреки това нашият метод за пръв път прави възможна визуализацията на структури с точност до нанометър в обекти с размер няколко милиметра с такова ниво на прецизност“, каза Флориан Шаф, докторант в института и ръководител на проекта.

Изследователите смятат, че новата технология ще представлява интерес за определянето на характеристиките не само на биоматериали като кости и зъби, но и на функционални материали като горивни клетки и части за батерии.

Резултатите от проучването са публикувани онлайн на 19 ноември в сп. Nature в статия, озаглавена „Томография с разпръскване на рентгенови лъчи под малък ъгъл в шестизмерни реални и реципрочни пространства“.