Tıpta gerçek teşhis, birçok vakit hayat kurtarır. Lakin teşhisin doğruluğu kadar, kullanılan usulün güvenliği ve maliyeti de kıymetli. Son yıllarda bilhassa nükleer tıpta kullanılan görüntüleme teknolojileri bu açıdan tartışma konusu oluyor. Artık ise bilim insanları, hem daha yüksek çözünürlüklü imgeler elde edebilen hem de hastayı daha az radyasyona maruz bırakan yeni bir dedektör teknolojisini gündeme getirdi: Perovskit kristalleri.
Bu yeni çalışmaya nazaran, halihazırda kullanılan kırılgan ve maliyetli dedektörlerin yerini perovskit bazlı sistemler alabilir. Bu değişim, sadece teşhis kalitesini artırmakla kalmayacak; tıpkı vakitte düşük radyasyon maruziyetiyle hastalar için daha inançlı bir süreç sağlayacak ve sıhhat sistemleri için maliyetleri azaltabilecek.
Nükleer tıp, radyoterapi üzere tedavileri içerse de, bu alandaki en kritik uygulamalardan biri teşhis. Bilhassa tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi (SPECT) üzere sistemlerle bedenin içindeki biyolojik aktivite üç boyutlu olarak görüntülenebiliyor. Bu teknik sayesinde, örneğin beyindeki damar akışı ya da organlardaki olağandışı dokular ayrıntılı biçimde izlenebiliyor.
Ancak kullanılan dedektörler uzun müddettir birtakım sıkıntılar barındırıyor. Şu anda yaygın olan dedektörlerden kadmiyum çinko tellür (CdZnTe), yüksek maliyeti ve çatlamaya eğilimli yapısıyla biliniyor. Başka 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 birinci sefer güneş gücü teknolojilerinde kullanan isimlerden biri. Artık tıpkı materyal, görüntüleme alanında yeni bir çığır açabilir. Kanatzidis’in laboratuvarında geliştirilen perovskit kristalleri, yüksek güçlü fotonları (örneğin gama ışınlarını) son derece verimli halde elektriğe dönüştürebiliyor. Bu özellik, onları ülkü bir dedektör materyali haline getiriyor.
Orijinal haliyle perovskit, kalsiyum ve titanyum oksitten oluşan bir mineral. Fakat günümüzde “perovskit” terimi, bu özel kristal yapıya sahip olan birçok farklı bileşik için kullanılıyor. Bu çalışmada öne çıkan materyal, CsPbBr₃ isimli bir perovskit bileşiği oldu.
Soochow Üniversitesi’nden Profesör Yihui He’nin liderliğindeki bir takım, Kanatzidis’in geliştirdiği kristalleri kullanarak pikselli bir gama ışını sensörü oluşturdu. Bu sensör, tek fotonla çalışan mevcut dedektörlere kıyasla çok daha yüksek çözünürlükte imgeler üretebiliyor. Üstelik farklı enerjilerdeki gama ışınlarını ayırt edebilme yeteneği sayesinde, 3 boyutlu organ görüntülemelerinde daha net ve yanlışsız sonuçlar alınabiliyor.
Yeni dedektörler sadece manzara kalitesinde artış sağlamıyor. Birebir vakitte daha zayıf kaynaklardan gelen sinyalleri yakalayabiliyor ve düşük doz radyasyonla daha kısa müddette tarama yapılmasına imkan tanıyor.
Düşük maliyetle gelen yüksek etki
Perovskitlerin tıbbi aygıtlarda kullanılmasını cazip kılan bir öteki istikamet ise üretim maliyetlerinin düşüklüğü. Bu gereçler, hem üretimi kolay hem de ucuz olan yapıları sayesinde klâsik dedektörlere nazaran kıymetli bir ekonomik avantaj sunuyor.
Northwestern Üniversitesi, bu alandaki araştırmaları ticarileştirmek hedefiyle Actinia Inc. isimli bir şirket kurdu. Profesör Kanatzidis, geliştirilen teknolojinin artık yalnızca laboratuvar ortamında değil, gerçek dünya uygulamalarında da kullanılmaya hazır olduğunu vurguluyor. Ona nazaran bu, perovskitlerin potansiyelini ortaya koyan değerli bir eşik.
Yakın gelecekte, daha evvel teşhis edilemeyen bir hastalığın erken tespiti, bu teknoloji sayesinde mümkün olabilir. Şu anda sırf araştırma kademesinde üzere görünse de, perovskit kristallerine dayalı dedektörler yakında hastanelerde yerini alabilir.
