Cientistas desenvolvem detector de raios X de alta qualidade usando doses mais baixas de radiação

Inovação foi apresentada por pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST), na Arábia Saudita, e promete tornar os exames de raios X mais seguros, reduzindo a exposição à radiação, sem comprometer a qualidade das imagens.

Imagem ilustrativa mostra um exame de raio x padrão. Pexels. Cientistas anunciaram nesta semana uma descoberta importante: o desenvolvimento de um detector de raios X capaz de gerar imagens de alta qualidade usando doses bem mais baixas de radiação.

A inovação foi apresentada por pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST), na Arábia Saudita, em um estudo publicado na revista científica "ACS Central Science", e promete tornar os exames de raios X mais seguros, reduzindo a exposição à radiação, sem comprometer a qualidade das imagens. Para chegar a esse avanço, inicialmente foram feitos testes para aumentar a sensibilidade dos detectores de raios X, buscando reduzir o que os cientistas chamam de “corrente escura”, um tipo de interferência gerada por pequenos movimentos de elétrons dentro do material do detector. Como esse tipo de ruído atrapalha a nitidez da imagem, os pesquisadores decidiram então desenvolver uma nova configuração para os detectores.

A proposta era reduzir a quantidade de radiação necessária para obter uma boa imagem. Em exames e usos industriais, quanto mais alta a qualidade da imagem, mais fácil é identificar detalhes essenciais, como tecidos mais densos no corpo ou componentes internos de máquinas.

Mas os raios X, mesmo sendo uma ferramenta poderosa e amplamente usada em diagnósticos médicos, emitem uma forma de radiação ionizante, que pode ser prejudicial quando há exposição prolongada ou repetida. É justamente essa radiação que atravessa tecidos e materiais, criando imagens detalhadas que ajudam na identificação de problemas de saúde ou em processos industriais. Para solucionar esse problema, os pesquisadores criaram então detectores usando cristais de "perovskita de brometo de chumbo metilamônio".

O nome pode parecer complicado, mas, na prática, esses cristais têm uma estrutura única que os torna mais eficientes em detectar os raios X.

O que significa que, com menos radiação, é possível obter imagens mais nítidas.

O novo detector de raios X gera uma radiografia de alta qualidade, mostrando uma agulha de metal (canto superior direito) e o interior de um USB (canto inferior direito), com doses menores de radiação. Adapted from ACS Central Science 2024, DOI: https://doi.org/10.1021/acscentsci.4c01296 E para melhorar ainda mais essa capacidade, os pesquisadores conectaram esses cristais em uma modelo de cascata.

Nessa configuração, os cristais são alinhados de uma maneira que permite que eles trabalhem em conjunto, aproveitando melhor a energia dos raios X.

Dessa forma, o detector se torna justamente mais sensível e consegue captar até os menores sinais, que seriam invisíveis para os detectores convencionais. "Esse avanço reduz os limites de detecção e abre caminho para imagens médicas e um monitoramento industrial mais seguro e eficiente em termos de energia", diz Omar F.

Mohammed, autor principal do estudo, em um comunicado.

"Ele demonstra que dispositivos projetados em cascata potencializam as capacidades dos cristais individuais na detecção de raios X", acrescenta. Em uma imagem que foi divulgada junto com o estudo, é possível ver como o novo detector consegue gerar fotos de alta qualidade com doses menores de radiação.

As figuras mostram uma agulha de metal perfurando uma framboesa e a parte interna de um cabo USB, detalhes muito pequenos, que foram captados mesmo com a redução na quantidade de raios X utilizados. No entanto, apesar dos avanços, a pesquisa ainda tem limitações.

Por exemplo, o sistema desenvolvido até agora é mais eficaz em detecção em situações específicas, e ainda não é aplicável em todos os tipos de exames ou equipamentos. Aliado a isso, embora os resultados sejam promissores, a tecnologia ainda precisa ser aprimorada para se tornar mais versátil e aplicada de forma mais ampla. Mas os cientistas estão otimistas e, no futuro, também querem entender melhor como esses detectores podem ser usados em dispositivos mais compactos e acessíveis. A ideia é que, com o tempo, eles se tornem mais baratos e estejam disponíveis em mais lugares, melhorando a segurança e a eficiência do uso de raios X em diferentes áreas.

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