Todos los días una persona está expuesta a la radiación: el gas radón se acumula en los apartamentos, recibimos dosis de radiación desde el espacio, el suelo. Durante un año, en promedio, obtenemos 3 mSv, de los cuales la mayoría son radón. En Rusia,
formalmente 1,4 mSv por año brindan servicios médicos, pero en realidad esta cifra puede ser mayor debido al incumplimiento de los procedimientos de seguridad y equipos obsoletos.
Un grupo de científicos chinos decidió encontrar una manera de reducir la cantidad de radiación obtenida de las imágenes de rayos X: los investigadores
proponen usar una cámara de un solo píxel, filtros y tecnología de imágenes fantasma en lugar de la tecnología habitual para realizar estudios de rayos X.
Para la fotografía, se usa tradicionalmente una lente que dirige el flujo de luz a una matriz de elementos fotosensibles. Cuantos más elementos, mejor será la imagen. Pero existen métodos para
usar una matriz fotosensible de solo un píxel , que en sí misma, sin un software especial, es adecuada solo para obtener datos sobre la iluminación. Este enfoque se llama
fotografía computacional . Una de las tareas es deshacerse de la lente, la parte más cara.
Arriba: foto de muestra. Segunda fila: fotos tomadas con una cámara de un solo píxel con patrones de retroiluminación de 50 y 2500. Tercera y cuarta fila: cámaras aceleradas introducidas en marzo de 2017.Sin embargo, las lentes también son una parte importante y costosa de la máquina de rayos X. Científicos de China ofrecen tecnología más barata para obtener imágenes basadas en un sensor de 1 píxel. El método de correlación de procesamiento de imágenes de imágenes fantasma, creado hace unos veinte años, permitió combinar una gran cantidad de fotografías "débiles" en una de alta calidad, para la fuente de luz ordinaria, para el futuro, para los rayos X. Una de las ventajas de dicho sistema es la capacidad de usar cámaras baratas sin ópticas costosas. Pero lo más importante: menos exposición a la radiación en el paciente.
"Nuestro sistema es mucho más pequeño y más barato, y puede hacerse portátil para su uso en el campo", dice Wu Ling-An, de la Academia de Ciencias de China en Beijing, jefe del equipo de investigación.
La tecnología de imagen fantasma implica dirigir la radiación a un objeto a través de un filtro con patrones bien conocidos y disparos múltiples. Cada nuevo marco debe hacerse a través de un nuevo filtro. Los científicos del equipo de Wu cambiaron la posición del papel de lija. Los científicos experimentaron con placas de metal en forma de concha marina y con iniciales talladas. Se necesitan miles de disparos para armar la imagen final a partir de cuadrados negros, blancos y grises. El software que conoce los patrones de filtro para cada una de las instantáneas calcula el resultado final. En teoría, no debería ser peor que los rayos X hoy en día, pero no es necesario usar radiación intensa y cámaras de alta resolución.
La tecnología de imágenes fantasma se utilizó para crear sistemas similares para los espectros visible e infrarrojo basados en filtros programables. Utilizando un sistema IR, un equipo de científicos dirigido por Miles Padgett de la Universidad de Glasgow, Reino Unido,
aprendió cómo rastrear las fugas de metano. Ahora el equipo está trabajando en la comercialización de la invención y espera vender los detectores a las compañías de petróleo y gas como una forma barata de encontrar fugas en las tuberías.
Según Wu, la creación de un filtro programable para rayos X es una tarea más difícil, ya que penetran libremente en la mayoría de los materiales. Mientras tanto, para el experimento en el que usaron papel de lija, tuvieron que usar una cámara de alta resolución para rastrear patrones. Pero puede imaginar un sistema comercial para el que el fabricante registra inicialmente todos los patrones, por lo que solo necesitará una cámara de este tipo, y el consumidor, es decir, el médico, usará una cámara de un solo píxel.
Para que el nuevo sistema pueda usarse en medicina, los científicos tienen que demostrar que la dosis final de radiación es más baja que en los sistemas existentes. El problema es el número de imágenes, así como el hecho de que variará según el área necesaria para el estudio. Wu está seguro de que una pequeña cantidad de radiación para los mil disparos completos será menos peligrosa para los humanos al final.
El trabajo científico fue publicado en marzo de 2018 en la publicación Science.
DOI: 10.1126 / science.aat7285 .