O que é a imagem de raios X colorizada?

“É chamado de imagem de raios X hiperespectral colorizada com alvos de múltiplos metais, ou CHXI MMT para abreviar”, disse o líder do projeto, Edward Jimenez, um engenheiro óptico. Jimenez tem trabalhado com a cientista de materiais Noelle Collins e a engenheira eletrônica Courtney Sovinec para criar os raios X do futuro.

“Com esta nova tecnologia, estamos essencialmente passando do antigo método, que é preto e branco, para um novo mundo colorido onde podemos identificar melhor materiais e defeitos de interesse”, disse Collins.

A equipe descobriu que poderia alcançar isso usando pequenas amostras padronizadas de metais variados, como tungstênio, molibdênio, ouro, samário e prata.

Os fundamentos da criação de raios X

Para entender o conceito, é preciso compreender os fundamentos da criação de raios X. Os raios X tradicionais são gerados ao bombardear um único alvo metálico, ou ânodo, com elétrons de alta energia. Esses raios X são canalizados em um feixe e direcionados a um sujeito ou material. Tissues mais densas, como os ossos, absorvem mais raios X, enquanto tecidos menos densos, como músculos e órgãos, permitem que mais passem. Um detector registra o padrão, formando uma imagem.

Embora a tecnologia de raios X tenha avançado ao longo do tempo, o conceito básico permanece o mesmo, o que limita a resolução e a clareza.

Um novo tipo de imagem de raios X

A equipe de Sandia se propôs a resolver essa limitação tornando o ponto focal dos raios X menor. Quanto menor o ponto, mais nítida a imagem.

Eles conseguiram isso ao projetar um ânodo com pontos metálicos padronizados para serem coletivamente menores que o feixe, efetivamente reduzindo o ponto focal.

Mas a equipe decidiu que queria ampliar os limites e levar o conceito um passo adiante.

“Escolhemos diferentes metais para cada ponto”, disse Sovinec. “Cada metal emite uma ‘cor’ particular de luz de raios X. Quando combinado com um detector discriminador de energia, podemos contar fótons individuais, que fornecem informações de densidade e medir a energia de cada fóton. Isso nos permite caracterizar os elementos da amostra.”

O resultado são imagens coloridas com o que a equipe chama de clareza revolucionária da imagem e uma melhor compreensão da composição de um objeto.

“Obtemos uma representação mais precisa da forma e definição desse objeto, o que nos permitirá fazer medições e observações sem precedentes”, disse Jimenez.

Aplicações abrangentes

A equipe vê isso como um grande avanço para a tecnologia de raios X com uma ampla gama de usos, desde segurança aeroportuária e controle de qualidade até testes não destrutivos e manufatura avançada.

Eles também esperam que seu impacto melhore os diagnósticos médicos.

“Com esta tecnologia, você pode ver até mesmo pequenas diferenças entre materiais”, disse Jimenez. “Esperamos que isso ajude a identificar melhor coisas como câncer e a analisar tumor células de maneira mais eficaz. Na mamografia, você está tentando detectar algo antes que cresça. No tecido mamário, é difícil identificar os diferentes pontos, mas com a colorização você tem um feixe mais nítido e uma imagem de maior resolução que aumenta a capacidade do sistema de detectar uma microcalcificação. É realmente empolgante fazer parte disso.”

“A partir daqui, continuaremos a inovar”, disse Collins. “Esperamos identificar ameaças mais rápido, diagnosticar doenças mais rapidamente e, esperançosamente, criar um mundo mais seguro e saudável.”

A equipe foi recentemente agraciada com um prêmio R&D 100 por sua tecnologia. Eles estavam entre os seis vencedores do Sandia.