Вчені з'ясували, що частинки з глибокого космосу можна використовувати для боротьби з COVID-19

космос, зірки, галактики, знімок
Фото: Universe Today

Цими частинками є мюони, які можуть застосовуватися в радіографії, зокрема для відстеження основних аспектів людської анатомії.

Майже в кожній сучасній лікарні існує відділення медичної візуалізації. Медична візуалізація — методика і процес створення візуальних зображень внутрішніх органів з метою проведення клінічного аналізу і медичного втручання, пише Inverse.

Для відображення внутрішніх органів тіла, необхідних для аналізу і діагностики, медична візуалізація використовує рентгенівські промені, магнітно-резонансну томографію (МРТ), позитронно-емісійну томографію (ПЕТ) й інші методи.

Для звичайної людини такі способи можуть здатися якимись містичними, але у всякому разі, ці технології покладаються на природні явища, включно з радіацією.

Нове дослідження припускає, що природне випромінювання Всесвіту можна використовувати в медичній візуалізації, особливо для виявлення Covid-19. Тип випромінювання, про який йдеться, — космічні промені. Однак цей термін — одне з історичних помилок науки. Космічні промені насправді не промені, а частинки високої енергії, зазвичай протони.

Вони можуть виходити від Сонця, від інших космічних обʼєктів в Чумацькому Шляху або з якогось віддаленого місця у Всесвіті. Коли ці високоенергетичні частинки досягають нас, вони стикаються і взаємодіють з атмосферою Землі, виробляючи мюони.

Мюони схожі на електрони, але мають набагато більшу масу і живуть зовсім недовго; розпадаються за декілька мікросекунд. Але перед тим як розпастися, рухаються з релятивістськими швидкостями і долають велику відстань.

Вони настільки активні, що багато хто з них досягає поверхні Землі. На думку авторів дослідження, мюони, що досягають Землі, можуть використовуватися в медичній техніці візуалізації, званої радіографії. Зокрема для відстеження основних аспектів людської анатомії.

Оскільки потік мюонів безперервний, цей метод можна застосовувати для відстеження змін з плином часу, а при необхідності аж до цілої години. У наш час це може бути неймовірно корисно.

міні-мюонний трекер, лабораторія, стіл, фото
На цьому зображенні показаний міні-мюонний трекер (MMT), використаний в дослідженні.
Фото: Morris, Perry, and Merrill

"Це може забезпечити повсякчасне зчитування таких параметрів, як щільність легенів. Причому з достатньою чутливістю до виявлення тимчасових змін запалення легенів, наприклад, у пацієнтів з COVID-19", — зазначають вчені.

Один з ефектів COVID-19 стосується щільності легеневої тканини. Коли імунна система намагається боротися з інфекцією, щільність інфікованої легеневої тканини зростає.

Це збільшення повʼязане з тяжкістю, і чим більше збільшення щільності легеневої тканини, тим більша ймовірність того, що пацієнту потрібна інтенсивна терапія або навіть респіратори. Можливість відслідковувати зміну щільності може стати величезним плюсом для лікування COVID-19.

У медичній візуалізації дослідники використовували фантом — модель людини в натуральну величину, що служить наочним посібником для різних призначень. З його допомогою фахівці визначають, чи правильно працюють їхні методи.

У своїй роботі вони встановили мюонні трекери як над, так і під фантомом. Система вимірює траєкторії вхідних і вихідних мюонів після того, як вони проходять через фантом, а потім і кутовий розподіл вихідних мюонів, що дозволяє виміряти щільність тканини, через яку вони пройшли.

Детектори над і під фантомом дозволили команді працювати з трьома різними типами радіографії для вимірювання напрямку мюонів. Час експозиції для кожного виду становив 24 години, до того ж детектори, які вони застосовували, були не найчутливішими.

"Це була лише підготовка. Насправді, можна використовувати більш чутливі детектори, які скоротять необхідний час впливу і підвищить якість зображення. Детектори з більш низькою масою і більш високою ефективністю, такі як багатопровідні пропорційні камери, можуть забезпечити більш високу якість зображення при значно меншому часу експозиції і набагато кращому співвідношенні сигналу/шуму ", — підсумувала команда.