Un nou tip de radiografie: tehnologia Sandia care transformă imaginile alb-negru în radiografii „colorate”

În septembrie 2025, cercetătorii de la Sandia National Laboratories (SUA) au prezentat o descoperire revoluționară în domeniul imagisticii medicale și industriale. Este vorba despre tehnologia colorized hyperspectral X-ray imaging with multi-metal targets (CHXI MMT) care promite să înlocuiască radiografiile tradiționale alb-negru cu imagini colorate, de o claritate și o precizie fără precedent.

Context

De la descoperirea razelor X de către Wilhelm Röntgen la sfârșitul secolului al XIX-lea, principiul de bază al imagisticii radiologice a rămas aproape neschimbat: fascicule de radiații sunt generate prin bombardarea unui anod metalic cu electroni și trec prin țesuturi, unde densitatea diferită dictează contrastul imaginii. Această tehnică a revoluționat medicina și știința, însă prezintă limitări semnificative în ceea ce privește rezoluția și claritatea detaliilor. Deși s-au adus îmbunătățiri în detectoare și procesare digitală, radiografia clasică rămâne în esență o imagine monocromă, ceea ce îngreunează identificarea diferențelor subtile dintre materiale sau țesuturi.

Despre studiul actual

Echipa Sandia a pornit de la ideea de a micșora punctul focal al fasciculului de raze X. Cu cât spotul este mai mic, cu atât imaginea este mai clară. Pentru a obține acest efect, cercetătorii au proiectat un anod inovator alcătuit din micro-puncte metalice (pattern-uri de tungsten, molibden, aur, samariu și argint), fiecare mai mic decât fasciculul incident.

Dar inovația majoră a fost alegerea unor metale diferite pentru fiecare punct. Fiecare metal emite o „culoare” distinctă de radiație X, iar folosirea unui detector capabil să discrimineze energia fiecărui foton a permis nu doar numărarea fotonilor, ci și identificarea energiei lor. În acest mod, radiografia obținută devine hiperspectrală, adică poate diferenția compoziția elementară a obiectului investigat.

Această abordare duce la imagini colorizate cu o fidelitate structurală și compozițională superioară față de tehnologia convențională. Practic, se trece de la o lume alb-negru la una „colorată”, în care fiecare material sau țesut poate fi distins cu o acuratețe ridicată.

Rezultate

Noua tehnologie a generat:

• Claritate revoluționară a imaginilor – datorită reducerii dimensiunii punctului focal.

• Caracterizare elementară a probelor – posibilitatea de a identifica tipurile de atomi și compoziția materialelor.

• Reprezentare mai fidelă a formei și structurii – ceea ce permite observații și măsurători imposibile până acum.

Cercetătorii subliniază că acest salt tehnologic ar putea avea aplicații variate:

• Medicină: diagnostic oncologic mai precis, în special în mamografie, unde depistarea microcalcificărilor este esențială pentru identificarea precoce a cancerului mamar. Claritatea și diferențierea spectrală ar putea ajuta la distingerea țesuturilor canceroase de cele sănătoase cu mai mare acuratețe.

• Securitate: detectarea rapidă și precisă a substanțelor sau obiectelor periculoase în aeroporturi.

• Industrie și fabricație avansată: teste nedistructive, controlul calității și analiza structurilor complexe.

Pentru această realizare, echipa Sandia a primit premiul R&D 100, fiind unul dintre cele șase proiecte premiate ale laboratorului în 2025.

Concluzii

Tehnologia CHXI MMT reprezintă o schimbare de paradigmă în imagistica cu raze X. De la alb-negru la o lume „colorată”, cercetătorii de la Sandia deschid noi orizonturi în știință, medicină și securitate. Capacitatea de a oferi imagini mai clare și de a diferenția materiale și țesuturi la nivel elementar ar putea însemna diagnostice oncologice mai timpurii, siguranță sporită și procese industriale mai eficiente.

După cum declară echipa, aceasta este doar începutul: „Vom continua să inovăm, să identificăm mai rapid amenințările și să diagnosticăm mai repede bolile, contribuind la un viitor mai sigur și mai sănătos.”