Language
Country/Area
No result found
Dari sinar-X hingga kontras fase: Bagaimana para ilmuwan meningkatkan kontras gambar?
Dengan kemajuan pencitraan medis, penerapan teknologi sinar-X menjadi semakin umum. Pencitraan sinar-X tradisional bergantung pada pelemahan intensitas sinar-X untuk menghasilkan gambar, tetapi metode ini tidak dapat secara efektif membedakan perbedaan kecil dalam jaringan. Akan tetapi, para ilmuwan baru-baru ini menemukan teknologi pencitraan sinar-X kontras fase. Teknologi ini, dengan mengamati perubahan fase sinar-X setelah melewati objek, dapat menghasilkan gambar dengan kontras yang lebih tinggi, terutama dalam mendeteksi sampel unsur dengan nomor atom rendah.
Perkembangan teknologi pencitraan kontras fase berawal dari pengamatan pola interferensi. Teknologi ini memungkinkan kontras gambar ditingkatkan secara signifikan.
Prinsip dasar pencitraan sinar-X kontras fase adalah bahwa ketika sinar-X melewati suatu zat, ia tidak hanya mengubah intensitasnya, tetapi juga memengaruhi fasenya. Meskipun perubahan fase ini tidak mudah diukur secara langsung, ia dapat diubah menjadi perubahan intensitas gambar dan direkam. Oleh karena itu, teknologi kontras fase tidak hanya dapat menghasilkan gambar proyeksi, tetapi juga dapat dikombinasikan dengan teknologi lain untuk memperoleh informasi gambar tiga dimensi yang lebih kaya.
Dalam sejarah teknologi ini, karya perintis dimulai pada tahun 1895, ketika Wilhelm Conrad Roentgen menemukan sinar-X dan merekam gambar tulang manusia untuk pertama kalinya. Dalam beberapa dekade berikutnya, para ilmuwan terus menyempurnakan teknologi sinar-X, tetapi baru pada pertengahan abad ke-20 Frits Zernike berhasil menerapkan prinsip kontras fase pada mikroskop cahaya tampak. Penemuan Zernike membuatnya memperoleh Hadiah Nobel pada tahun 1953, tetapi mentransfer konsep tersebut ke pencitraan sinar-X membutuhkan waktu lebih lama.
Keberhasilan teknologi pencitraan sinar-X kontras fase sepenuhnya menunjukkan perilaku kompleks berkas sinar-X saat melewati materi, yang tidak sesederhana optik geometris.
Pada tahun 1970-an, dengan munculnya teknologi radiasi sinkrotron, para ilmuwan secara bertahap menyadari bahwa radiasi ini lebih kuat dan fleksibel daripada tabung sinar-X tradisional. Penemuan ini mendorong pengembangan lebih lanjut dari pencitraan sinar-X kontras fase. Pada tahun 1965, Ulrich Bangs dan Michael Hart secara inovatif mengembangkan interferometer kristal, yang menjadi dasar untuk pencitraan biologis berikutnya. Namun, tabung sinar-X tradisional tidak dapat memenuhi persyaratan kristal ini.
Pada tahun 2012, penelitian Han Wen dan timnya berhasil menembus batasan tradisional, menggunakan kisi fase skala nano untuk menggantikan kristal, dan berhasil mendeteksi lengkungan refraksi beberapa derajat dalam sampel biologis. Dengan munculnya teknologi baru ini, para ilmuwan juga mulai mengeksplorasi metode pencitraan yang lebih efisien, termasuk teknologi pencitraan berdasarkan kisi difraksi.
Ilmuwan berkomitmen untuk mempromosikan teknologi pencitraan kontras fase ke aplikasi klinis sehingga teknologi ini dapat memainkan peran yang lebih besar dalam perawatan medis sehari-hari.
Dalam penelitian mereka, para ilmuwan menemukan beberapa teknik pencitraan kontras fase yang berbeda, seperti pencitraan propagasi dan pencitraan berbasis penganalisis. Teknologi pencitraan propagasi terutama bergantung pada deteksi pinggiran Fresnel dan tidak memerlukan komponen optik apa pun. Munculnya metode ini sangat menyederhanakan proses pencitraan. Pencitraan berbasis penganalisis menggunakan kristal Bragg sebagai filter sudut untuk memantulkan hanya sebagian sinar-X yang memenuhi kondisi Bragg, sehingga gambar menjadi lebih jelas.
Dengan perkembangan teknologi inovatif ini, tim peneliti juga telah mengembangkan metode baru seperti iluminasi tepi dan interferensi grid. Teknologi ini memiliki hasil yang signifikan dalam meningkatkan kontras gambar, terutama dalam pencitraan medis, sehingga perawatan medis menjadi lebih tepat dan terperinci. Penelitian terkini menunjukkan bahwa kemajuan ini tidak terbatas pada pengujian patologi dasar, tetapi juga ditujukan untuk analisis sampel jaringan kompleks, dan selanjutnya diperluas ke uji praklinis dan aplikasi praktis.
Perlu dicatat bahwa beberapa hasil penelitian terbaru dalam komunitas ilmiah menunjukkan bahwa prospek pengembangan teknologi pencitraan kontras fase cerah, terutama di bidang biomedis, dan akan menjadi alat penting untuk membantu dokter mendeteksi penyakit atau menganalisis perubahan patologis lebih awal. Selain itu, seiring dengan semakin matangnya teknologi, metode pencitraan yang ketat ini dapat menjadi standar dalam diagnostik, tidak hanya meningkatkan akurasi diagnosis, tetapi juga meningkatkan efek pengobatan pasien.
Pencitraan sinar-X kontras fase secara bertahap semakin matang, jadi bagaimana pengobatan pencitraan masa depan akan lebih berkembang dan mengungkap detail yang belum dipahami?
