Chaque jour, une personne est exposée au rayonnement: le radon s'accumule dans les appartements, nous recevons des doses de rayonnement de l'espace, du sol. Pendant un an, en moyenne, nous obtenons 3 mSv, dont la majorité sont du radon. En Russie,
1,4 mSv par an fournissent
officiellement des services médicaux, mais en réalité, ce chiffre peut être plus élevé en raison du non-respect des procédures de sécurité et des équipements obsolètes.
Un groupe de scientifiques chinois a décidé de trouver un moyen de réduire la quantité de rayonnement obtenue à partir d'images radiographiques: les chercheurs
proposent d' utiliser une caméra à pixel unique, des filtres et une technologie d'imagerie fantôme au lieu de la technologie habituelle pour mener des études radiologiques.
Pour la photographie, un objectif est traditionnellement utilisé pour diriger le flux lumineux vers une matrice d'éléments photosensibles. Plus ces éléments sont nombreux, meilleure est l'image. Mais il existe des méthodes d'
utilisation d'une matrice photosensible d'un seul pixel , qui en soi, sans logiciel spécial, ne convient qu'à l'obtention de données sur l'éclairage. Cette approche est appelée
photographie informatique . L'une des tâches consiste à se débarrasser de l'objectif, la partie la plus chère.
Ci-dessus: exemple de photo. Deuxième rangée: photos prises avec un appareil photo à pixel unique avec 50 et 2500 motifs de rétroéclairage. Troisième et quatrième rangée: caméras accélérées introduites en mars 2017.Cependant, les lentilles sont également une partie importante et coûteuse de l'appareil à rayons X. Les scientifiques chinois proposent une technologie moins chère pour obtenir des images sur la base d'un capteur à 1 pixel. La méthode de corrélation du traitement d'image par imagerie fantôme, créée il y a une vingtaine d'années, a permis de combiner un grand nombre de photographies "faibles" en une seule photo de haute qualité - pour la source de lumière ordinaire, à l'avenir pour les rayons X. Un des avantages d'un tel système est la possibilité d'utiliser des caméras bon marché sans optique coûteuse. Mais plus important encore - moins d'exposition aux radiations sur le patient.
«Notre système est beaucoup plus petit et moins cher, et il peut être rendu portable pour une utilisation sur le terrain», explique Wu Ling-An de l'Académie chinoise des sciences de Pékin, chef de l'équipe de recherche.
La technologie d'imagerie fantôme consiste à diriger le rayonnement vers un objet à travers un filtre avec des motifs bien connus et des prises de vue multiples. Chaque nouveau cadre doit être réalisé à travers un nouveau filtre. Les scientifiques de l'équipe Wu ont changé la position du papier de verre. Les scientifiques ont expérimenté sur des plaques métalliques en forme de coquillage et avec des initiales sculptées. Des milliers de photos sont nécessaires pour assembler l'image finale à partir de carrés noirs, blancs et gris. Un logiciel qui connaît les modèles de filtre pour chacun des instantanés calcule le résultat final. En théorie, cela ne devrait pas être pire que les rayons X aujourd'hui, mais vous n'avez pas besoin d'utiliser un rayonnement intense et des caméras haute résolution.
La technologie d'imagerie fantôme a été utilisée pour créer des systèmes similaires pour les spectres visible et infrarouge basés sur des filtres programmables. À l'aide d'un système infrarouge, une équipe de scientifiques dirigée par Miles Padgett de l'Université de Glasgow, au Royaume-Uni, a
appris à suivre les fuites de méthane. Maintenant, l'équipe travaille sur la commercialisation de l'invention et espère vendre les détecteurs à des sociétés pétrolières et gazières comme moyen bon marché de détecter les fuites de tuyaux.
Selon Wu, la création d'un filtre programmable pour les rayons X est une tâche plus difficile, car ils pénètrent librement dans la plupart des matériaux. Dans l'intervalle, pour l'expérience dans laquelle ils ont utilisé du papier de verre, ils ont dû utiliser une caméra haute résolution pour suivre les motifs. Mais vous pouvez imaginer un système commercial pour lequel le fabricant enregistre initialement tous les modèles, donc seulement il aura besoin d'un tel appareil photo - et le consommateur, c'est-à-dire le médecin, utilisera un appareil photo à pixel unique.
Pour que le nouveau système puisse être utilisé en médecine, les scientifiques doivent prouver que la dose finale de rayonnement est inférieure à celle des systèmes existants. Le problème est le nombre d'images, ainsi que le fait qu'il variera en fonction de la zone nécessaire à l'étude. Wu est sûr qu'une petite quantité de rayonnement pour le millier de tirs sera finalement moins dangereuse pour l'homme.
L'ouvrage scientifique a été publié en mars 2018 dans la publication Science.
DOI: 10.1126 / science.aat7285 .