تیم پژوهشگران دانشگاه‌های دامغان و امیرکبیر با همکاری یکدیگر موفق به ساخت دستگاه پردازشگر تمام دیجیتال تابش هسته‌ای برای تشخیص سرطان و با قابلیت کاربرد در صنعت نفت شدند.

دکتر بهزاد بقراطی مجری طرح و عضو هیات علمی دانشگاه دامغان  گفت: این پردازنده، نسل جدیدی از سیستم تصویربرداری هسته‌ای است و توانایی اندازه‌گیری و نمایش میزان فعالیت‌های بیوشیمیایی بافت‌های سالم و سرطانی را به عهده دارد.

وی دستگاه پردازشگر سیگنال دیجیتال را یکی از ابزار مهم در آزمایش‌های هسته‌ای دانست و گفت: این دستگاه به کمک اندازه‌گیری طیف انرژی موجود در تابش‌های چشمه‌های رادیواکتیو می‌تواند محققان را در تشخیص و آنالیز مواد یاری کند.

بقراطی ادامه داد: هدف از اجرای این پروژه تحقیقاتی این بود که با طراحی و ساخت دستگاه پردازشگر سیگنال دیجیتال تابش‌های هسته‌ای بتوانیم از این دستگاه کاربردهای متنوعی در حوزه‌های پزشکی و صنعتی داشته باشیم.

وی با اشاره به کاربردهای این دستگاه در حوزه صنایع نفت، اظهار داشت: از این سیستم همچنین می‌توان برای سیستم‌های گمانه زنی لایه‌های سازندهای چاه‌های نفت استفاده کرد تا از این طریق مشخص شود که سازندهای نفتی مورد نظر حاوی مخازن نفتی هستند یا خیر و همچنین از طریق تابش‌های هسته‌ای می توان حجم نفت خام مخازن را اندازه گیری کرد.

بقراطی حوزه پزشکی را از دیگر کاربردهای این دستگاه ذکر کرد و یادآور شد: به کمک این دستگاه امکان تشخیص سرطانی بودن بافت‌های بدن فراهم می‌شود ضمن آنکه از این دستگاه در آزمایشات فیزیک هسته‌ای نیز می‌توان استفاده کرد.

مجری طرح با تاکید بر اینکه کاربرد این دستگاه برای هر حوزه‌ای دارای ویژگی‌های تقریبا مشابهی است، یادآور شد: این سیستم دارای مجموعه‌ای خاص از پردازنده‌ها است که اطلاعات را از طریق آشکار سازهای تابش‌های هسته‌ای دریافت کرده پس از تحلیل و پردازش آنها ماموریت‌های مورد نظر را در حوزه‌های مختلف انجام می‌دهد.

وی با بیان اینکه این دستگاه در حوزه پزشکی با عنوان سیستم تصویربرداری به روش نشر پوزیترونی PET (Positron Emission Tomography) مطرح هستند ادامه داد: یکی از روش‌های بسیار دقیق در تشخیص موقعیت و وضعیت عملکرد بافت‌ها و توده‌های سرطانی در بدن و همچنین اندازه‌گیری فعالیت بیوشیمیایی آنها است.

این محقق در این باره توضیح داد: همواره میزان مصرف کالری در بافت‌های سرطانی بسیار بیشتر از بافت‌های سالم است؛ لذا با تزریق مواد نشان‌دار شده با رادیواکتیو به بدن (رادیودارو)، میزان تراکم این مواد در بافت‌های سرطانی بسیار بیشتر از سایر بخش‌ها خواهد شد در نتیجه میزان سطح تابش‌های رادیواکتیو در این نقاط بسیار زیادتر از سایر بخش‌های سالم خواهد بود. لذا سیستم تصویر برداری مزبور این تابش‌های هسته‌ای را ثبت کرده و آنها را با استفاده از الگوریتم‌های پردازش تصویر به تصاویر قابل تفسیر برای پزشکان متخصص تبدیل می‌کند.

بقراطی اضافه کرد: این دستگاه به کمک مجموعه آشکارسازهایی که به صورت یک رینگ حلقوی بیمار را احاطه می‌کند، تابش‌های رادیواکتیو ناشی از واپاشی رادیو داروها را که از نوع تابش‌های گاما هستند دریافت و تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی کرده ‌ و پس از آن اقدام به پردازش سیگنال و بازسازی تصویر می‌کند.

مجری طرح خاطر نشان کرد: بر اساس داده‌های به دست آمده از پردازش سیگنال‌ها، سیگنال‌هایی که مشخصه آنها با مشخصه‌های مورد انتظار تطابق داشته باشد جمع آوری و به بخش بازسازی تصویر ارسال می‌شود.

عضو هیات علمی دانشگاه دامغان به کاربرد دیگر این دستگاه در صنعت نفت اشاره کرد و توضیح داد: اساسا لایه‌های زمین حاوی پتاسیم ، توریوم و اورانیوم بوده که به طور طبیعی دارای تابش‌های پس زمینه هستند و نکته جالب توجه این که ما در محل زندگی یا محل کار و یا هر جای دیگر با این تابش‌ها مواجه هستیم ولی در طول سال‌ها بدن ما با این تابش‌ها سازگار شده است.

وی با تاکید بر اینکه پدیده تابش‌های پس زمینه ناشی از عناصر مذکور در لایه‌های نفتی نیز وجود دارد، یادآور شد: از آنجایی که میزان تابش رادیواکتیو در سازندهای نفتی با سایر سازندها و مناطقی که فاقد مخازن هیدروکربنی هستند بسیار متفاوت است،می‌توان از ‌این دستگاه برای اندازه‌گیری میزان تابش پس زمینه لایه‌های مزبور و تشخیص وجود یا عدم وجود مخازن هیدروکربنی (نفت) استفاده کرد.

بقراطی با تاکید بر اینکه ابزار تشخیصی این دستگاه از طریق مته‌های حفاری وارد زمین می‌شود، ادامه داد: این ابزار در محفظه‌ای لوله‌ای شکل درون لوله‌های حفاری به دنبال مته حفاری وارد زمین می‌شود و همراه آن به حرکت در می‌آید و اقدام به اندازه گیری تابش‌های لایه‌ها و سازند چاه می‌کند.

مجری طرح یادآور شد: داده‌های حاصل از پردازش سیگنال‌های آشکارسازها و سوندهای این دستگاه پس از تحلیل‌های خاص از طریق کابل‌های دستگاه برای مدیران حفاری واقع در مجموعه دکل یا اداره مدیریت عملیات ویژه حفاری ارسال می‌شود.

به گفته وی از سیستم پردازشگر فوق پیشرفته می‌توان در زمینه‌های گوناگونی که نیاز به تحلیل تابش‌های هسته‌ای دارند همچون دستگاه‌های گمانه زنی چاه‌های نفتی، دستگاه‌های اسکنر آنالیز مواد در معادن طلا، ذغال سنگ و کارخانه‌های سیمان، دستگاه‌های اندازه‌گیری ضخامت ورق‌های فلزی یا ضخامت سنجی آسفالت خیابان‌ها، دستگاه‎های مین یابی، سیستم‌های مونیتورینگ میزان آلودگی‌های تابش‌های هسته‌ای محیطی نیز استفاده کرد.