Tıpta doğru teşhis, çoğu zaman hayat kurtarır. Ancak teşhisin doğruluğu kadar, kullanılan yöntemin güvenliği ve maliyeti de önemli. Son yıllarda özellikle nükleer tıpta kullanılan görüntüleme teknolojileri bu açıdan tartışma konusu oluyor. Şimdi ise bilim insanları, hem daha yüksek çözünürlüklü görüntüler elde edebilen hem de hastayı daha az radyasyona maruz bırakan yeni bir dedektör teknolojisini gündeme getirdi: Perovskit kristalleri.
Bu yeni çalışmaya göre, halihazırda kullanılan kırılgan ve maliyetli dedektörlerin yerini perovskit bazlı sistemler alabilir. Bu değişim, yalnızca teşhis kalitesini artırmakla kalmayacak; aynı zamanda düşük radyasyon maruziyetiyle hastalar için daha güvenli bir süreç sağlayacak ve sağlık sistemleri için maliyetleri azaltabilecek.
Nükleer tıp, radyoterapi gibi tedavileri içerse de, bu alandaki en kritik uygulamalardan biri teşhis. Özellikle tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECT) gibi yöntemlerle vücudun içindeki biyolojik aktivite üç boyutlu olarak görüntülenebiliyor. Bu teknik sayesinde, örneğin beyindeki damar akışı ya da organlardaki anormal dokular detaylı biçimde izlenebiliyor.
Ancak kullanılan dedektörler uzun süredir bazı sorunlar barındırıyor. Şu anda yaygın olan dedektörlerden kadmiyum çinko tellür (CdZnTe), yüksek maliyeti ve çatlamaya eğilimli yapısıyla biliniyor. Diğer seçenek olan sodyum iyodür (NaI) ise istenen netliği sağlayamıyor. İşte tam bu noktada perovskit kristalleri devreye giriyor.
Güneşten ilham alan teknoloji
Northwestern Üniversitesi’nden Profesör Mercouri Kanatzidis, perovskitleri ilk kez güneş enerjisi teknolojilerinde kullanan isimlerden biri. Şimdi aynı malzeme, görüntüleme alanında yeni bir çığır açabilir. Kanatzidis’in laboratuvarında geliştirilen perovskit kristalleri, yüksek enerjili fotonları (örneğin gama ışınlarını) son derece verimli şekilde elektriğe dönüştürebiliyor. Bu özellik, onları ideal bir dedektör malzemesi haline getiriyor.
Orijinal haliyle perovskit, kalsiyum ve titanyum oksitten oluşan bir mineral. Ancak günümüzde “perovskit” terimi, bu özel kristal yapıya sahip olan birçok farklı bileşik için kullanılıyor. Bu çalışmada öne çıkan malzeme, CsPbBr₃ adlı bir perovskit bileşiği oldu.
Soochow Üniversitesi’nden Profesör Yihui He’nin liderliğindeki bir ekip, Kanatzidis’in geliştirdiği kristalleri kullanarak pikselli bir gama ışını sensörü oluşturdu. Bu sensör, tek fotonla çalışan mevcut dedektörlere kıyasla çok daha yüksek çözünürlükte görüntüler üretebiliyor. Üstelik farklı enerjilerdeki gama ışınlarını ayırt edebilme yeteneği sayesinde, 3 boyutlu organ görüntülemelerinde daha net ve doğru sonuçlar alınabiliyor.
Yeni dedektörler yalnızca görüntü kalitesinde artış sağlamıyor. Aynı zamanda daha zayıf kaynaklardan gelen sinyalleri yakalayabiliyor ve düşük doz radyasyonla daha kısa sürede tarama yapılmasına olanak tanıyor.
Düşük maliyetle gelen yüksek etki
Perovskitlerin tıbbi cihazlarda kullanılmasını cazip kılan bir diğer yön ise üretim maliyetlerinin düşüklüğü. Bu malzemeler, hem üretimi kolay hem de ucuz olan yapıları sayesinde geleneksel dedektörlere göre önemli bir ekonomik avantaj sunuyor.
Northwestern Üniversitesi, bu alandaki araştırmaları ticarileştirmek amacıyla Actinia Inc. adlı bir şirket kurdu. Profesör Kanatzidis, geliştirilen teknolojinin artık sadece laboratuvar ortamında değil, gerçek dünya uygulamalarında da kullanılmaya hazır olduğunu vurguluyor. Ona göre bu, perovskitlerin potansiyelini ortaya koyan önemli bir eşik.
Yakın gelecekte, daha önce teşhis edilemeyen bir hastalığın erken tespiti, bu teknoloji sayesinde mümkün olabilir. Şu anda yalnızca araştırma aşamasında gibi görünse de, perovskit kristallerine dayalı dedektörler yakında hastanelerde yerini alabilir.
About the Author
