Delce iz globokega vesolja bi lahko uporabili za boj proti Covid-19

Vstopite v katero koli sodobno bolnišnico in našli boste oddelek za medicinsko slikanje. Medicinsko slikanje uporablja rentgenske žarke, slikanje z magnetno resonanco (MRI) in druge skrivnostne metode, kot je pozitronska emisijska tomografija (PET), za slikanje notranjosti telesa za analizo in diagnozo.



datum izida final fantasy xbox one

Nestrokovnjakom se te tehnike lahko slišijo skoraj drugače. Toda na tak ali drugačen način se te tehnologije zanašajo na naravne pojave, vključno s sevanjem.

Zdaj nova študija kaže, da bi se naravno sevanje vesolja lahko uporabljalo za medicinsko slikanje in bi lahko bilo še posebej uporabno, ko gre za Covid-19. Zadevna vrsta sevanja so kozmični žarki.



Izraz kozmični žarki je eden od zgodovinskih napačnih pojmov znanosti. Kozmični žarki pravzaprav niso žarki, ampak delci z visoko energijo, običajno protoni. Lahko izvirajo iz Sonca, od nekje drugje v Rimski cesti ali z neke oddaljene lokacije v vesolju.



Ko ti visokoenergijski delci pridejo do nas, se trčijo in sodelujejo z Zemljino atmosfero in proizvajajo mionov . Muon je podoben elektronu, vendar z veliko večjo maso. Muone ne trajajo dolgo, razpadajoče po nekaj mikrosekundah. Potujejo pa a t relativistične hitrosti in pokrivajo veliko razdaljo, preden se razpadejo.

So tako energični, da jih veliko doseže zemeljsko površino. Po mnenju avtorjev časopisa bi lahko mione, ki pridejo na Zemljo, uporabili v medicinski tehniki slikanja, imenovani radiografija .

temne duše 3 oklep z učinki

Raziskovalci pravijo, da bi lahko mione uporabljali za spremljanje večjih vidikov človeške anatomije. Ker je tok mionov neprekinjen, bi lahko tehniko uporabili za spremljanje sprememb skozi čas, po potrebi do ene ure.

Avtorji poudarjajo, kako koristno bi bilo to v današnjem času. To bi lahko zagotovilo urne odčitke parametrov, kot je gostota pljuč, z zadostno občutljivostjo za zaznavanje časovnih sprememb pri vnetju pljuč pri npr. Pacienti s covidom, pišejo.

Eden od učinkov Covid-19 se nanaša na gostoto pljučnega tkiva. Ko se imunski sistem poskuša boriti proti okužbi, se gostota okuženega pljučnega tkiva poveča.

To povečanje je povezano z resnostjo in večje kot je povečanje gostote pljučnega tkiva, večja je verjetnost za bolnika ki potrebujejo intenzivno nego ali celo respirator . Sposobnost spremljanja spremembe gostote bi lahko bila velika spodbuda pri zdravljenju Covid-19.

Raziskovalci so uporabili tisto, kar imenujemo a človeški fantom pri medicinskem slikanju. Človeški fantom je nekaj, kar v raziskavah zastopa človeško telo. Raziskovalcem pomaga ugotoviti, ali njihove metode delujejo pravilno.

Pri tem delu so namestili muonske sledilce tako nad kot pod fantom. Sistem meri poti prihajajočih in odhajajočih mionov, potem ko gredo skozi fantom. Nato izmerijo kotno porazdelitev odhajajočih mionov, kar jim omogoča merjenje gostote tkiva, skozi katerega so šli.

Ta slika prikazuje Mini Muon Tracker (MMT), uporabljen v tej raziskavi. Fantomi so bili postavljeni v prostor med zgornjim in spodnjim detektorjem muona, MMT pa je meril poti mionov. Zasluge za sliko: Morris, Perry in Merrill, 2021.

Detektorji nad in pod fantomom so ekipi omogočili delo s tremi različnimi vrstami radiografije za merjenje muonskih sledi. So prenosni, ustavitveni in večkratni sip.

najprej duh v lupini ali anime

Oddajna radiografija meri mione, ko se prenašajo skozi predmet.

Ta slika iz študije prikazuje rezultate radiografske oddaje njihovega muonskega dela. Avtor slike: Morris et al 2021.

Ustavitev radiografije meri in projicira sledi mionov, ko vstopijo v fantoma, ne pa tudi ob odhodu.

Ta slika iz študije prikazuje ustavljene rezultate radiografije njihovega muonskega dela. Avtor slike: Morris et al 2021.

Večkratno razprševanje meri razliko v kotu med vhodnimi in odhodnimi muoni.

yoda umre v vojnah zvezd

Ta slika iz študije prikazuje večkratne razpršene radiografske rezultate njihovega muonskega dela. Avtor slike: Morris et al 2021.

Vsaka od zgornjih slik je uporabila čas osvetlitve 24 ur, detektorji, ki so jih uporabili, pa niso najbolj občutljivi. Toda to je predhodno delo in ekipa pravi, da bi lahko uporabili veliko bolj občutljive detektorje, ki bi skrajšali zahtevani čas osvetlitve in dvignili kakovost slike. To ustvarja potencial za skoraj neprekinjeno spremljanje bolnika, ki uporablja samo sevanje mionov v ozadju.

Detektorji z manjšo maso in večjo učinkovitostjo, kot so žične komore, bi lahko zagotovili kakovostnejše slike v bistveno krajših časih osvetlitve z veliko boljšim signalom na šum. Spremembe pri bolnikih, ki niso ambulantni, je mogoče nenehno spremljati le z uporabo sevanja v ozadju, pišejo v svojem zaključku.

Naslov prispevka, ki opisuje ta potencial, je Radiografija človeškega fantoma s kozmičnimi žarki . Avtorji so iz nacionalnega laboratorija Los Alamos in so uporabili Mini Muon Tracker tega objekta za pregled človeškega fantoma. Prispevek je na voljo na spletnem mestu za tisk arxiv.org in še ni bil recenziran.