Pärnu noormees töötab Londonis välja uudset laser-röntgen masinat ({{commentsTotal}})

Hiljuti ilmus ajakirjas Nature artikkel, kus Londoni Imperial kolledži füüsikud annavad teada avastusest, mis võimaldab inimese luudest teha ülitäpseid 3-D pilte, et tuvastada neis mõrasid, mis on peenemad kui juuksekarv. Autorite nimede hulgast leiab ka eesti noormehe Kristjan Põdra nime.

Londoni Imperial kolledžis teeb oma doktoritööd Pärnu Koidula gümnaasiumi vilistlane Kristjan Põder. Uurimisrühm, kuhu ta kuulub, on seadnud eesmärgiks töötada välja viise, kuidas muuta osakeste kiirendeid kompaktsemaks kasutades selleks üliintensiivseid lasereid.

Võtame näiteks Euroopa tuumauuringute keskuse (CERN) osakestekiirendi, mis on ligi 30 kilomeetrit pikk. See teeb kiirendi ehitamise ja ülalpidamise väga kalliks.

Kristjan Põdra ja tema kolleegide teadustöö võimaldaks aga teha neid teaduskatseid 1000 korda lühemate masinatega. Nii võiks CERNi-sarnase osakestekiirendi ehitada 1000 korda väiksemana ning 40-kilomeetrise kiirendi asemel oleks sama võimas kiirendi 40-meetrine.

Just nende lahenduste otsimine on aga kõrvalefektina kaasa toonud ühe teise, igapäevaelus palju hõlpsamini rakendatava avastuse. Nimelt kaasneb üliintensiivsete laserite kasutamisega kiirendis väga ere röntgenkiir. See laser-röntgenkiir võimaldab omakorda teha väga kõrge lahutusega röntgenpilte.

“See kõrvalefekt on natuke nagu õnnelik õnnetus,” nendib Kristjan Põder, kes on üks autoritest eelmainitud Nature’ artiklile.

Nimelt on laseröntgenkiiretega on võimalik teha väga häid pilte. Teades röntgenkiirte spektrit, on võimalik välja arvutada, millised ained on erinevates inimkeha kudedes, näites luudes. Miks see vajalik on?

Võtame näiteks luuhõrenemise ehk osteoporoosi. See on tänapäeva vananevates ühiskondades üha sagedamini esinev haigus, mille käigus muutuvad luud hapraks ning hõredaks ja murduvad kergesti. Kui aga juba varakult tuvastada luudes mikromõrasid ja mineraliseerumist, on võimalik haigusest tingitud õnnetusi ennetada ja ravida.

Praeguse tehnoloogia juures pole inimese luudest nii täpset pilti võimalik teha. Küll aga suudab seda laser-röntgen masin, mis lasertehnoloogia arenedes võib inimkehast luua ülitäpseid kõrglahutusega 3-D pilte.

Just kild ühe eaka naisterahva puusaluust oli see, mida Londoni Imperial kolledži teadlased oma laserröntgenkiirtega uurisid. Silindrikujuline luutükk oli sentimeeter kõrge ja umbes kuue-millimeetrise läbimõõduga. Allikas: Nature Scientific Reports.

“Meie töö oli lihtne. Oluline on, et pilt tehakse erinevate nurkade alt.” Peale iga projektsiooni ehk jäädvustust liigutatakse masinat ühe kraadi võrra. Seejärel pannakse nendest 180st kahemõõtmetlisest projektsioonist kokku 3-D pilt.

Meetod on seega küllalt sarnane kompuutertomograafiale. Erinevus peitub selles, et haiglates kasutatavate kompuutertomograafia masinate pilt on oluliselt kehvem, sest tervest inimkehast kõrglahutusega pildi tegemine võtaks väga palju aega.

Hiired ja vähkkasvajad

Küsimusele, mida Kristjan Põder parasjagu teeb, vastab ta: “Uurime hiirte embrüoid.” Ta selgitab, et füüsikutena otsivad nad üha uusi viise, kus oma mõne aasta eest avastatud laser-röntgenkiiri igapäevaelus, peamiselt meditsiinis, rakendada.

Londoni Imperial kolledži meditsiiniinstituudi viljakusuurijad vajavad hiirte embrüonaalse arengu jälgimiseks mikrotomograafiat, mis annab küll pildi, kuid mitte ülemäära kontrastse. Laser-tomograafia aga võimaldab teha pehmest koest väga selge kontrastsusega pilte.

14-päevaste hiireembrüote jäädvustamine lasertomograafiaga võimaldab katsetada, kas tegu on piisavalt hea röntgenkiirte allikaga, et teha pilte siseorganitest ja -struktuuridest.

Kuna lasertomograafia kasutab faaskontrastkuva, joonistuvad välja selgepiirilisemad üleminekud erineva tihedusega kudede vahel. Tavaline radiograafia seda näidata ei suuda.

“See oleks väga suur edasiminek vähkkasvajate avastamisel, sest vähkkasvaja on väga sarnane pehme koega.”

Tavaline tomograafia ei suuda nende kudede erinevusi nii selgelt välja joonistada.

Kui kaua ja kui kallis?

Hiirte uurimisel kasutatava mikrotomograafia puhul on röntgenmasin väga väike ning ühe-mikronilise resolutsiooniga pildi saamine saada võtab aega 8-9 tundi. “Meie masinaga kulus selleks õige natuke rohkem aega, aga meie eksperimendi suurim võlu või huvi on selles, et ainus, mis meid tagasi hoiab, on laseri tehnoloogia,” selgitab Põder.

Tema uurimisrühmas kasutatakse laserit, mis annab välja ühe lasu iga 20 sekundi järel. See pole uusim tehnoloogia, sest uusimad suudavad teha juba 1-5 lasku sekundis. Arvestades lasertehnoloogia kiiret arengut, pole võimatu, et kümne aasta pärast võib hiirest saada laserröntgen masina abil pildi 5-10 minutiga praeguse kaheksa tunni asemel.

Kui kaua võtaks aga aega, et inimkudedest tehtaks haiglates pilti laser-röntgen masinatega? Kristjan Põder selgitab, et laser, mida nemad oma uuringu tarvis kasutavad, maksab ligikaudu miljoni. Suure osakestepõrguti jaoks oleks tegu ilmselge kokkuhoiuga.

Samas haigla mikrotomograafia masin maksab praegu 100 – 150 tuhat eurot. “Praegu on see tehnoloogia odavam ja konkurentsivõimelisem, sest nemad on ka turul olnud 15-20 aastat,” märgib Põder.

Kui aga mõne aasta pärast tulevad turule esimesed laseritel põhinevad tomograafid ning laserite areng jätkub samasuguse kiirusega, on küllalt tõenäoline leida laser-röntgen masinaid ka haiglatest, sest nendega kaasnev ajakokkuhoid ja täpsem pildikvaliteet on meditsiinis väga oodatud.



Jõelähtme jõgi voolab Kostivere karstialal salajõena maa all umbkaudu 2,5 km ulatuses.

Teadlane teab: kui palju on Eestis maa-aluseid salajõgesid?

Kui palju on Eestis maa-aluseid salajõgesid? Kas mõni salajõgi on ka vooluhulgalt suurem kui näiteks suuremad n-ö päris jõed? Uudishimuliku televaataja küsimusele vastab Tallinna ülikooli loodus- ja terviseteaduste instituudi nooremteadur Oliver Koit.

Ema Jana: "Ajaga läheb järjest kergemaks, sest muremõtted on hakanud vaikselt kaduma."

Veebidokk: Võrumaa tüdruk sai viirusest laastatud südame asemele uue

Südamesiirdamine nii keeruline ja harvaesinev operatsioon, et siinmail pole võimalik selleks vajalikku oskusteavet ülal hoida. Sestap tehakse Eesti südamesiirdamised hoopis Soome lahe põhjakaldal Helsingis, kus alates 2015. aastast on siit pärit patsientidele siirdatud 3 südant. Kaks uue südame saanutest on täiskasvanud, kuid üks neist on 16-aastane Võrumaa neiu Maria Sepp.

AASTA ÕPETAJA GALA
Haridus- ja teadusministeerium tunnustab 7. oktoobril aasta õpetaja galal "Eestimaa õpib ja tänab" neid haridustöötajaid, kes annavad teistele oma tehtud tööga eeskuju. ERR Novaator tutvustab järgmise kuu aja jooksul lugejatele kõigi kategooriate nominente.
ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: