वैज्ञानिक एक्स-रे में विकिरण की मात्रा को कम करने के लिए एक रास्ता तलाश रहे हैं

हर दिन एक व्यक्ति विकिरण के संपर्क में आता है: रेडॉन गैस अपार्टमेंट में जमा होती है, हम अंतरिक्ष, मिट्टी से विकिरण खुराक प्राप्त करते हैं। एक वर्ष के लिए, औसतन हमें 3 mSv मिलते हैं, जिनमें से अधिकांश राडोण हैं। रूस में, औपचारिक रूप से प्रति वर्ष 1.4 mSv चिकित्सा सेवाएं प्रदान करता है, लेकिन वास्तव में यह आंकड़ा सुरक्षा प्रक्रियाओं और पुराने उपकरणों के अनुपालन न करने के कारण अधिक हो सकता है।

चीनी वैज्ञानिकों के एक समूह ने एक्स-रे छवियों से प्राप्त विकिरण की मात्रा को कम करने का एक तरीका खोजने का फैसला किया: शोधकर्ताओं ने सामान्य एक्स-रे तकनीक के बजाय एकल-पिक्सेल कैमरा, फिल्टर और भूत इमेजिंग तकनीक का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा ।



फोटोग्राफी के लिए, पारंपरिक रूप से एक लेंस का उपयोग किया जाता है जो प्रकाश प्रवाह को प्रकाश संश्लेषण तत्वों के मैट्रिक्स तक पहुंचाता है। ऐसे तत्व जितने बेहतर होंगे, छवि उतनी ही बेहतर होगी। लेकिन केवल एक पिक्सेल के एक सहज मैट्रिक्स का उपयोग करने के तरीके हैं, जो अपने आप में, विशेष सॉफ्टवेयर के बिना, केवल रोशनी पर डेटा प्राप्त करने के लिए उपयुक्त है। इस दृष्टिकोण को कम्प्यूटेशनल फोटोग्राफी कहा जाता है । कार्यों में से एक लेंस से छुटकारा पाना है, सबसे महंगा हिस्सा है।


ऊपर: नमूना फोटो। दूसरी पंक्ति: 50 और 2500 बैकलाइट पैटर्न के साथ एकल-पिक्सेल कैमरा के साथ ली गई तस्वीरें। तीसरी और चौथी पंक्ति: मार्च 2017 में शुरू किए गए त्वरित कैमरे।

हालांकि, लेंस भी एक्स-रे मशीन का एक महत्वपूर्ण और महंगा हिस्सा हैं। चीन के वैज्ञानिक 1 पिक्सेल सेंसर के आधार पर चित्र प्राप्त करने के लिए सस्ती तकनीक प्रदान करते हैं। लगभग बीस साल पहले बनाई गई इमेज प्रोसेसिंग घोस्ट इमेजिंग की सहसंबंध पद्धति ने बड़ी संख्या में "कमजोर" तस्वीरों को एक उच्च गुणवत्ता वाले एक में संयोजित करना संभव बना दिया - सामान्य प्रकाश स्रोत के लिए, भविष्य के लिए, एक्स-रे के लिए। ऐसी प्रणाली के फायदों में से एक महंगे प्रकाशिकी के बिना सस्ते कैमरों का उपयोग करने की क्षमता है। लेकिन अधिक महत्वपूर्ण बात - रोगी पर विकिरण का कम जोखिम।

"हमारी प्रणाली बहुत छोटी और सस्ती है, और इसे क्षेत्र में उपयोग के लिए पोर्टेबल बनाया जा सकता है," बीजिंग में चीनी अकादमी ऑफ साइंसेज के वू लिंग-एन का कहना है, अनुसंधान टीम के प्रमुख।

भूत इमेजिंग तकनीक में एक वस्तु को विकिरण को अच्छी तरह से ज्ञात पैटर्न और कई शूटिंग के साथ एक फिल्टर के माध्यम से निर्देशित करना शामिल है। प्रत्येक नए फ्रेम को एक नए फिल्टर के माध्यम से बनाया जाना चाहिए। वू टीम के वैज्ञानिकों ने सैंडपेपर की स्थिति बदल दी। वैज्ञानिकों ने धातु की प्लेटों पर एक समुद्र के गोले के आकार में और नक्काशीदार आद्याक्षरों के साथ प्रयोग किया। काले, सफेद और ग्रे वर्गों से अंतिम चित्र को इकट्ठा करने के लिए हजारों शॉट्स की आवश्यकता होती है। सॉफ़्टवेयर जो प्रत्येक स्नैपशॉट के लिए फ़िल्टर पैटर्न जानता है, अंतिम परिणाम की गणना करता है। सिद्धांत रूप में, यह आज एक्स-रे से भी बदतर नहीं होना चाहिए, लेकिन आपको गहन विकिरण और उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरों का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है।



प्रोग्राम इमेजिंग के आधार पर दृश्य और अवरक्त स्पेक्ट्रा के लिए समान सिस्टम बनाने के लिए घोस्ट इमेजिंग तकनीक का उपयोग किया गया था। आईआर प्रणाली का उपयोग करके, ब्रिटेन के ग्लासगो विश्वविद्यालय के माइल्स पडगेट के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम ने मीथेन लीक को ट्रैक करने का तरीका सीखा । अब टीम आविष्कार के व्यावसायीकरण पर काम कर रही है और पाइप लीक का पता लगाने के लिए सस्ते तेल के रूप में तेल और गैस कंपनियों को डिटेक्टरों को बेचने की उम्मीद करती है।

वू के अनुसार, एक्स-रे के लिए एक प्रोग्राम योग्य फिल्टर का निर्माण एक अधिक कठिन काम है, क्योंकि वे स्वतंत्र रूप से अधिकांश सामग्रियों में प्रवेश करते हैं। इस बीच, प्रयोग के लिए जिसमें उन्होंने सैंडपेपर का उपयोग किया था, उन्हें पैटर्न को ट्रैक करने के लिए एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरा का उपयोग करना पड़ा। लेकिन आप एक वाणिज्यिक प्रणाली की कल्पना कर सकते हैं जिसके लिए निर्माता शुरू में सभी पैटर्न रिकॉर्ड करता है, इसलिए केवल उसे इस तरह के कैमरे की आवश्यकता होगी - और उपभोक्ता, अर्थात्, डॉक्टर, एकल-पिक्सेल कैमरा का उपयोग करेगा।

ताकि नई प्रणाली का उपयोग चिकित्सा में किया जा सके, वैज्ञानिकों को यह साबित करना होगा कि विकिरण की अंतिम खुराक मौजूदा प्रणालियों की तुलना में कम है। समस्या छवियों की संख्या है, साथ ही तथ्य यह है कि यह अध्ययन के लिए आवश्यक क्षेत्र के आधार पर अलग-अलग होगा। वू को यकीन है कि पूरे हज़ार शॉट्स के लिए विकिरण की थोड़ी मात्रा अंत में मनुष्यों के लिए कम खतरनाक नहीं होगी।

वैज्ञानिक कार्य मार्च 2018 में प्रकाशन विज्ञान में प्रकाशित हुआ था। डीओआई: 10.1126 / विज्ञान.नाट 7285 ।