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Radiografia a contrasto di fase: come svelare i misteri dell'interno del corpo?
Con il rapido sviluppo della tecnologia di imaging medico, anche la tecnologia di imaging a raggi X si sta evolvendo e l'imaging a raggi X a contrasto di fase è una tecnologia rivoluzionaria. Il fulcro di questa tecnologia è ottenere immagini di qualità superiore, soprattutto in termini di contrasto durante la rilevazione dei tessuti molli, utilizzando cambiamenti di fase nella lunghezza d'onda dei raggi X.
L'imaging a raggi X a contrasto di fase si basa sulla ricostruzione dell'immagine basata sulle informazioni relative al cambiamento di fase dei raggi X dopo che sono penetrati in un campione, senza fare affidamento sulle misurazioni convenzionali dell'attenuazione dell'intensità dei raggi X.
Principi di base dell'imaging a raggi X a contrasto di fase
L'imaging a raggi X convenzionale si basa sulla riduzione dell'intensità del fascio di raggi X dopo che entra in un campione, una tecnica che non riesce a catturare efficacemente le piccole differenze nella densità dei tessuti. L'imaging a raggi X con contrasto di fase migliora il contrasto dell'immagine registrando i cambiamenti di fase dei raggi X. Questo processo di conversione sfrutta i principi dell'ottica ondulatoria, tenendo conto dell'indice di rifrazione complesso dei raggi X nel campione.
L'imaging radiografico a contrasto di fase consente una rilevazione più sensibile degli elementi a basso numero atomico, motivo per cui è particolarmente adatto all'uso nell'imaging medico, soprattutto quando si esaminano i tessuti molli.
Contesto storico della tecnologia
Il concetto di imaging a contrasto di fase fu proposto per la prima volta dal fisico olandese Fitz Zernike, che vinse il premio Nobel nel 1953 per le sue ricerche sui reticoli di diffrazione nella luce visibile. Solo decenni più tardi questo principio venne applicato con successo al campo dell'imaging a raggi X. I primi progressi si ebbero nel 1965, ma il progresso della tecnologia fu lento a causa delle difficoltà nel focalizzare i fasci di raggi X.
Con lo sviluppo di sorgenti di radiazione di sincrotrone, i ricercatori hanno scoperto che questa tecnologia di radiazione può fornire una sorgente di raggi X più potente e più ampia rispetto ai tradizionali tubi a raggi X, gettando le basi per l'ulteriore sviluppo dell'imaging a raggi X a contrasto di fase.
Tecnologia avanzata di imaging a raggi X a contrasto di fase
Attualmente sono stati sviluppati diversi metodi per l'imaging a raggi X a contrasto di fase, tra cui l'interferometria cristallina, l'imaging di propagazione, l'imaging dell'analizzatore, l'illuminazione dei bordi e l'imaging a reticolo. Ciò che queste tecnologie hanno in comune è che migliorano il contrasto delle immagini attraverso fenomeni di interferenza, superando i limiti delle tradizionali immagini a raggi X.
Negli ultimi anni, i ricercatori hanno compiuto notevoli progressi nelle diverse tecniche di contrasto di fase, tra cui è particolarmente degna di nota la tecnologia di imaging a reticolo, che consente di ottenere immagini nitide attraverso l'effetto di auto-imaging e di ridurre la dose di radiazioni.
Le applicazioni cliniche si stanno gradualmente espandendo
Attualmente, la tecnologia di imaging a raggi X a contrasto di fase sta gradualmente entrando nell'applicazione clinica. Ad esempio, lo sviluppo della tecnologia mammografica a contrasto di fase differenziale consente ai medici di osservare la struttura del tessuto mammario in modo più accurato e di prevedere possibili lesioni. Allo stesso tempo, sono in corso studi di imaging delle articolazioni faccette articolari nella speranza di aprire nuove strade per esami non invasivi accessibili.
Sfide e potenzialità future
Sebbene la tecnologia di imaging a raggi X a contrasto di fase abbia ottenuto un certo successo, deve ancora affrontare numerose sfide, soprattutto in termini di efficienza computazionale e costi delle apparecchiature di ricostruzione delle immagini. Con il crescente progresso della tecnologia informatica e lo sviluppo della scienza dei materiali, si spera che la futura tecnologia di imaging a contrasto di fase supererà queste difficoltà, migliorerà ulteriormente la qualità delle immagini, ridurrà la dose di radiazioni ed amplierà il suo campo di applicazione.È possibile che in futuro la radiografia a contrasto di fase diventerà di uso comune negli esami medici di routine?
