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Applicare l’imaging d’avanguardia alle sfide di tutti i giorni

Scienziati finanziati dall’UE hanno sperimentato una nuova tecnologia di imaging a raggi X che potrebbe portare a progressi significativi nel campo della medicina, con uno screening per il cancro più efficace, e numerose applicazioni industriali quali il rilevamento di piccoli difetti nei materiali compositi.
Applicare l’imaging d’avanguardia alle sfide di tutti i giorni
Il progetto MAXPCI, finanziato dall’UE, è riuscito a dimostrare che una tecnica chiamata imaging a raggi x con contrasto di fase (XPCI) può aumentare significativamente il contrasto in un’immagine a raggi X. Questo significa che particolari considerati classicamente “invisibili ai raggi X” possono essere rilevati.

“Tutti i settori nei quali si usano i raggi X avranno benefici,” dice il coordinatore del progetto, il prof. Sandro Olivo dell’University College di Londra (UCL) nel Regno Unito. “Conosciamo bene le applicazioni nella medicina e la sicurezza negli aeroporti ma ci sono molti altri settori – biologia, ricerca, patrimonio culturale, scienza dei materiali – e tanti altri.”

Una serie di applicazioni

Il successo chiave del progetto è stato dimostrare che la tecnica XPCI sviluppata dal team può produrre una sensibilità a fase molto alta e alta risoluzione, ma allo stesso tempo essere adattabile a sistemi convenzionali (e quindi essere implementabile in diversi settori). È importante perché storicamente il metodo è stato limitato a strutture specializzate.

“Nella fase iniziale del progetto, siamo riusciti a dimostrare la sensibilità ad alta fase,” dice Olivo. “Più avanti nel corso del progetto questo è stato messo in pratica per dimostrare il potenziale di questa tecnica in applicazioni reali. Uno dei nostri risultati più importanti è stato dimostrare che le dosi di mammografia possono essere ridotte di oltre un ordine di grandezza.”

Il progetto ha dimostrato anche che un’applicazione ottimizzata del metodo XPCI può portare a micro scansioni di tomografia computerizzata di fase in laboratorio eseguibili in appena un paio di minuti. Per le scansioni di tomografia computerizzata servono una serie di immagini a raggi x prese da diverse angolazioni per creare immagini inter-sezionali. “Tutti i tentativi precedenti hanno richiesto diverse ore,” dice Olivo. “Questo è un importante passo avanti perché rende la tecnologia compatibile con l’imaging pre-clinico per, ad esempio, piccoli animali, e per l’imaging intraoperativo di campioni, che può ridurre la necessità di ri-operare, per esempio nella chirurgia conservativa del seno.” In definitiva l’obiettivo del team è l’imaging clinico in vivo, il che contribuirà a migliorare le diagnosi, i trattamenti e le valutazioni nel settore sanitario.

Altre potenziali applicazioni reali sono state studiate nel corso del progetto. “Il potenziale impatto è enorme e va molto oltre il settore sanitario,” dice Olivo. “L’imaging pre-clinico si può usare per lo sviluppo di nuovi farmaci e per migliorare quelli esistenti e l’uso della XPCI nei controlli di sicurezza potrebbe ridurre le situazioni di pericolo negli aeroporti e in altri spazi pubblici critici.” Questa tecnica potrebbe essere usata anche in controlli non distruttivi (CND), che permetterebbero a industria e ricercatori di valutare le proprietà di materiali, componenti o sistemi senza causare danni e quindi risparminado denaro.

Scansionare il futuro

I risultati positivi del progetto MAXPCI, che si è concluso a maggio del 2017, continueranno a essere sviluppati, Olivo e il suo team infatti stanno cercando di rendere XPCI implementabile in una vasta gamma di campi e settori industriali. “Stiamo lavorando con diverse importanti società al momento per poter portare la tecnologia in vari settori,” dice. “Esistono già dei prototipi pre-commerciali e altri sono in fase di sviluppo per molte delle applicazioni già discusse. Nel frattempo potrebbero presentarsi altre opportunità.”

Oltre a concedere in licenza la tecnologia a varie società per applicazioni più ampie, Olivo e il suo team stanno attualmente prendendo in considerazione spin-out universitarie in specifici settori di nicchia. “Parallelamente a questo, stiamo continuando a migliorare i nostri approcci e a svilupparne di nuovi per risolvere problemi di imaging sempre più complessi. Questo permetterà di dare una risposta a nuovi quesiti di ricerca e potrebbe costituire la base di futuri trasferimenti tecnologici.”

Argomenti

Life Sciences

Keywords

MAXPCI, raggi X, XPCI, in vivo, tomografia computerizzata, NDT