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Mercoledì, 30 Gennaio 2013 11:26

Nuove potenzialità delle immagini a raggi x per la conservazione

x rayAlcuni scienziati dell'Università di Manchester hanno sviluppato una speciale fotocamera che può essere utilizzata per poter acquisire immagini a raggi x tridimensionale in tre colori, in tempo quasi reale, senza la necessità di una sorgente di sincrotrone a raggi X. Il Professor Robert Cernik ha sviluppato il sistema a raggi x con i colleghi della School of Materials e ha dichiarato che: "Il fatto che ora possiamo utilizzare questa tecnologia in un laboratorio è un sostanziale passo avanti. Quando abbiamo sviluppato l'idea cinque anni fa avevamo bisogno della potenza di un sincrotrone per produrre i raggi X. Inoltre avevamo accesso solo a rivelatori a base di silicio. Questo è un problema perché il silicio è un atomo leggero e non ferma l'alta energia dei raggi X che passano attraverso oggetti di grandi dimensioni. Ora siamo in grado di ottenere i risultati di imaging stessi con una fotocamera di 80x80 pixel  (a base di telluluro di zinco e cadmio) che acquisisce in tempo reale un'immagine iperspettraledi raggi x fino ad alte energie".

"Gli attuali sistemi di imaging quali lo scanner a spirale CAT non utilizzano tutte le informazioni contenute nel fascio di raggi X. Possiamo invece usare tutte le lunghezze d'onda presenti per avere un'immagine radiografica a colori in un numero di differenti geometrie. Questo metodo viene spesso chiamato di imaging iperspettrale in quanto fornisce informazioni aggiuntive sulla struttura del materiale ad ogni voxel (equivalente 3D di un pixel). Queste informazioni aggiuntive possono essere utilizzate per digitalizzare il materiale presente in ogni punto in una immagine 3D.

Oltre a fornire maggiori informazioni sull'oggetto di essere radiografato, questa nuova tecnica diminuisce il tempo necessario per creare un'immagine 3D. Invece di costruire un sacco di immagini separate (mappatura), il nuovo sistema crea l'immagine in un unico movimento di scansione molto semplice che richiede solo pochi minuti.

Questo ha implicazioni per l'utilizzo del sistema a raggi X in ambito medico, come il professor Cernik spiega: "Il fatto che l'immagine può essere assunta al tempo stesso utilizzando metodi più convenzionali significa che possono essere raccolte più informazioni da campioni bioptici . Questo permette una distinzione in maniera più accurata tra i tipi di tessuto normale e anormale".

Professor Cernik è ora alla ricerca di partner industriali per progetti di collaborazione per affinare la tecnologia a raggi X per ogni spcifica applicazione come la sicurezza, l'aerospaziale e l'imaging medicale. 

La tecnologia permette di identificare la composizione dell'oggetto scansionato e poterebbe avere un ruolo significativo nel controllo di sicurezza negli aeroporti,  l'analisi ad immagine medicale, la manutenzione degli aeromobili, l'ispezione industriale e l'esplorazione geospaziale. Il sistema a raggi X sviluppato dal professor Cernik  è in grado di identificare le sostanze chimiche e composti come la cocaina, Semtex, metalli preziosi o materiali radioattivi, anche quando sono contenute all'interno di un oggetto relativamente grande come una valigia. Il metodo può anche essere esteso per rilevare deformazioni in componenti fabbricati, ad esempio nelle ali degli aerei, e può essere utilizzato per ottenere immagini dei processi di corrosione e delle modificazioni chimiche.

In ambito sanitario il sistema può essere utilizzato per  studiare tipi di tessuti anormali da campioni di biopsie. In geofisica potrebbe essere utilizzata per analizzare rapidamente il contenuto di carote prelevate da fori. Si pensa quindi che questa tecnologia possa portare innovazione in diversi ambiti compreso quello della diagnostica di manufatti compositi e complessi compresi quelli di interesse storico, artistico e archeologico. 

In un recente esperimento il team ha utilizzato la tecnologia a raggi X per analizzare una chiave USB che controlla webcam (foto in alto). In questo modo è stato possibile identificare i diversi elementi e componenti all'interno della chiave analizzando le radiografie e i modelli fluorescenza. Gli elementi o componenti sono state evidenziati in diversi colori per identificarli in maniera chiara. In questo caso la radiografia mostrava bromo, bario, argento, stagno e zirconio.  I risultati dei test sono stati pubblicati nella rivista Analyst.

 

Fonte e foto: Università di Manchester

 

Ultima modifica il Giovedì, 12 Febbraio 2015 17:33

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