Các nhà nghiên cứu từ Đại học Northwestern và Đại học Soochow đã phát triển thứ mà họ gọi là camera perovskite đầu tiên dành cho hình ảnh y tế, tuyên bố rằng nó có thể cách mạng hóa các ca quét y học hạt nhân như SPECT. Tuy nhiên, cộng đồng công nghệ đang đặt ra những câu hỏi quan trọng về khả năng thực tế và sự sẵn sàng thương mại của đột phá này.
Khoảng Cách Giữa Sự Cường Điệu và Thực Tế
Trong khi nhóm nghiên cứu trình bày công trình của họ như một bước nhảy vọt lớn cho hình ảnh y tế, phân tích từ cộng đồng cho thấy một thành tựu khiêm tốn hơn. Thiết bị thực tế là một mảng pixel 4x4 - chỉ tổng cộng 16 pixel - tạo ra những hình ảnh đốm gaussian cơ bản thay vì những ca quét y tế chi tiết mà thuật ngữ camera có thể gợi ý. Điều này đại diện cho một bằng chứng khái niệm quan trọng về tính chất vật liệu, nhưng còn xa mới đáp ứng được các yêu cầu hình ảnh y tế thực tế.
Cộng đồng cũng đã chỉ ra một khoảng trống đáng kể trong việc trình bày nghiên cứu. Mặc dù tuyên bố về chất lượng hình ảnh vượt trội so với các công nghệ hiện có, không có hình ảnh so sánh nào được cung cấp để chứng minh những cải tiến thực tế so với các detector CZT hoặc natri iodide hiện tại.
Thông số kỹ thuật đạt được:
- Độ phân giải năng lượng: 2,5% tại 141 keV, 1,0% tại 662 keV
- Độ nhạy: 0,13%-0,21% cps/Bq cho chụp ảnh photon đơn
- Độ phân giải không gian: 3,2 mm (có thể phân biệt các nguồn cách nhau 7 mm)
- Kích thước detector: mảng pixel 4x4 (tổng cộng 16 pixel)
Thách Thức Kỹ Thuật và Thực Tế Thị Trường
Cuộc thảo luận làm nổi bật một số rào cản thực tế không được giải quyết đầy đủ trong nghiên cứu ban đầu. Các quy định về thiết bị y tế tạo ra những rào cản đáng kể để triển khai các công nghệ detector mới trong các hệ thống hình ảnh hiện có. Bất kỳ sửa đổi nào đối với thiết bị y tế được cấp phép có thể làm mất hiệu lực bảo hành và yêu cầu các quy trình tái chứng nhận rộng rãi, khiến việc áp dụng phức tạp hơn nhiều so với việc đơn giản thay thế các thành phần detector.
Ngoài ra, cộng đồng lưu ý rằng perovskite có một hồ sơ theo dõi hỗn hợp trong các ứng dụng khác. Trong khi chúng cho thấy tiềm năng ban đầu trong các tấm pin mặt trời, các vấn đề về độ bền đã hạn chế thành công thương mại của chúng. Những lo ngại về tính ổn định tương tự có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng chúng trong hình ảnh y tế, nơi mà độ tin cậy là rất quan trọng.
Perovskite: Một loại cấu trúc tinh thể (không chỉ là khoáng chất) được biết đến với các tính chất điện và quang học độc đáo, được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau từ tụ điện đến pin mặt trời thử nghiệm.
So sánh Detector hiện tại:
- Detector CZT: Từ hàng trăm nghìn đến hàng triệu USD, dễ vỡ và khó sản xuất, độ chính xác cao
- Detector Sodium Iodide (NaI): Rẻ hơn CZT , cồng kềnh, tạo ra hình ảnh mờ hơn
- Detector Perovskite: Có khả năng rẻ hơn nhiều, dễ sản xuất hơn, được tuyên bố có hiệu suất vượt trội
Hiểu Về Bối Cảnh Rộng Hơn
Cuộc thảo luận của cộng đồng cho thấy rằng perovskite đại diện cho một họ vật liệu có cùng cấu trúc tinh thể như khoáng chất perovskite, thay vì chỉ là bản thân khoáng chất đó. Những vật liệu này đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng hàng ngày, từ tụ điện đến thiết bị quang học, mặc dù việc sử dụng chúng trong phát hiện tia gamma đại diện cho một hướng nghiên cứu mới hơn.
Y học hạt nhân chất lượng cao không nên bị giới hạn ở những bệnh viện có thể đủ khả năng chi trả cho thiết bị đắt nhất. Với perovskite, chúng ta có thể mở ra cánh cửa cho những ca quét rõ ràng hơn, nhanh hơn, an toàn hơn cho nhiều bệnh nhân hơn trên toàn thế giới.
Trong khi những lợi thế về chi phí có thể đáng kể - các detector CZT hiện tại có thể có giá từ hàng trăm nghìn đến hàng triệu đô la Mỹ - con đường từ chứng minh phòng thí nghiệm đến triển khai lâm sàng vẫn còn chưa rõ ràng. Nhóm nghiên cứu đã thành lập một công ty con Actinia Inc. để thương mại hóa công nghệ này, nhưng công việc phát triển đáng kể dường như cần thiết trước khi các ứng dụng y tế thực tế trở thành hiện thực.
Phản ứng thận trọng của cộng đồng cho thấy rằng trong khi nghiên cứu này đại diện cho tiến bộ có ý nghĩa trong vật liệu detector, những tuyên bố cách mạng có thể là quá sớm. Công nghệ này cho thấy tiềm năng cho sự phát triển trong tương lai, nhưng bệnh nhân không nên mong đợi sẽ thấy các máy quét y tế dựa trên perovskite trong các bệnh viện trong thời gian sớm.
Tham khảo: First 'perovskite camera' can see inside the human body