يعتمد الأطباء على فحوصات الطب النووي مثل التصوير المقطعي بانبعاث الفوتون الواحد (SPECT) لمراقبة عمل القلب، تتبُع تدفّق الدم، وكشف أمراض داخل الجسم، لكن أجهزة الكشف الحالية تصنع من مواد باهظة الثمن وصعبة التصنيع.
طور علماء من جامعة نورثويسترن وجامعة سوجو في الصين أول كاشف قائم على بلورات البيروفسكايت قادر على التقاط أشعة غاما الفردية لتطبيقات SPECT بدقة وحساسية غير مسبوقة، ما قد يجعل هذا النوع من التصوير أكثر وضوحًا وسرعة وأقل تكلفة وأمانًا.
نشرت نتائج هذا العمل في ورقة علمية بمجلة Nature Communications، وأظهرت أن الكاشف الجديد يميّز بين أشعة غاما ذات طاقات مختلفة بدقة قياسية، ويستشعر إشارات ضعيفة من مادة مشعة طبية شائعة الاستخدام (تكنيشيوم-99m)، كما يميز تفاصيل دقيقة ويفصل مصادر مشعة صغيرة متباعدة ببضعة مليمترات مع ثبات عالي في الأداء.
قال ميركوري كاناتزيديس، المؤلف الرئيسي من جامعة نورثويسترن، إن البيروفسكايت، وهي عائلة من البلورات المعروفة بدورها في الخلايا الشمسية، تُظهر الآن إمكانات واضحة في الطب النووي لإنتاج صور حادة وموثوقة يحتاجها الأطباء، وأضاف البروفيسور ييهوي هي من جامعة سوجو أن النهج لا يحسّن فقط أداء الكاشفات بل قد يخفض التكاليف في حال تطبيقه على نطاق واسع.
يعمل التصوير النووي بطريقة تشبه الكاميرا غير المرئية: يحقن الأطباء كمية صغيرة قصيرة العمر من مادة مشعة في العضو المستهدف فتنبعث أشعة غاما تمر عبر الأنسجة وتصطدم بكاشف خارجي، وتتراكم ملايين هذه “البكسلات” الضوئية لتكوّن الحواسب منها صورة ثلاثية الأبعاد للأعضاء.
تعاني الكاشفات الحالية المصنوعة من تيلوريد الكادميوم والزنك (CZT) أو يوديد الصوديوم (NaI) من عيوب متعددة دفعت الفريق إلى الاعتماد على بلورات البيروفسكايت، التي درسها كاناتزيديس لأكثر من عقد؛ ففي 2012 بنى فريقه أول خلايا شمسية صلبة من البيروفسكايت، وفي 2013 اكتشف أن البلورات المفردة منها واعدة لكشف أشعة إكس وغاما، ما أثار موجة أبحاث عالمية في مجال مواد كشف الإشعاع الصلب.
أظهر الفريق أن كاشفات البيروفسكايت تحقق دقة طاقة قياسية وأداء تصوير فوتوني فردي متميّزًا، وتمكنت من جمع إشارات المادة المشعة تقريبًا دون فقدان أو تشويه، مما يمكّن من الحصول على صور أوضح وفصل مصادر إشعاعية قريبة جدًا من بعضها.
قد يؤدي تحسّن حساسية الكاشف إلى تقليل مدة الفحص أو خفض جرعات الإشعاع للمرضى، وتعمل شركة ناشئة من جامعة نورثويسترن تسمى Actinia Inc بالتعاون مع شركاء في مجال الأجهزة الطبية على نقل هذه التقنية من المختبر إلى المستشفيات.
