Setiap hari seseorang terpapar radiasi: gas radon menumpuk di apartemen, kami menerima dosis radiasi dari luar angkasa, tanah. Selama setahun, rata-rata, kami mendapatkan 3 mSv, yang mayoritasnya adalah radon. Di Rusia,
secara formal 1,4 mSv per tahun menyediakan layanan medis, tetapi dalam kenyataannya angka ini mungkin lebih tinggi karena ketidakpatuhan terhadap prosedur keselamatan dan peralatan yang ketinggalan zaman.
Sekelompok ilmuwan Cina memutuskan untuk menemukan cara untuk mengurangi jumlah radiasi yang diperoleh dari gambar x-ray: para peneliti
mengusulkan menggunakan kamera pixel tunggal, filter dan teknologi pencitraan hantu daripada teknologi x-ray yang biasa.
Untuk fotografi, lensa secara tradisional digunakan yang mengarahkan fluks cahaya ke matriks elemen fotosensitif. Semakin banyak elemen seperti itu, semakin baik gambarnya. Tetapi ada metode
menggunakan matriks fotosensitif hanya satu piksel , yang dengan sendirinya, tanpa perangkat lunak khusus, hanya cocok untuk mendapatkan data tentang penerangan. Pendekatan ini disebut
fotografi komputasi . Salah satu tugasnya adalah menyingkirkan lensa, bagian yang paling mahal.
Di atas: sampel foto. Baris kedua: foto yang diambil dengan kamera piksel tunggal dengan pola lampu latar 50 dan 2500. Baris ketiga dan keempat: kamera akselerasi diperkenalkan pada Maret 2017.Namun, lensa juga merupakan bagian yang signifikan dan mahal dari mesin sinar-X. Para ilmuwan dari Tiongkok menawarkan teknologi yang lebih murah untuk mendapatkan gambar berdasarkan sensor 1 piksel. Metode korelasi pencitraan hantu pemrosesan gambar, dibuat sekitar dua puluh tahun yang lalu, memungkinkan untuk menggabungkan sejumlah besar foto "lemah" menjadi satu yang berkualitas tinggi - untuk sumber cahaya biasa, untuk masa depan, untuk sinar-x. Salah satu keuntungan dari sistem semacam itu adalah kemampuan untuk menggunakan kamera murah tanpa optik mahal. Tetapi yang lebih penting - lebih sedikit paparan radiasi pada pasien.
"Sistem kami jauh lebih kecil dan lebih murah, dan dapat dibuat portabel untuk digunakan di lapangan," kata Wu Ling-An dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok di Beijing, kepala tim peneliti.
Teknologi pencitraan hantu melibatkan mengarahkan radiasi ke objek melalui filter dengan pola terkenal dan beberapa pemotretan. Setiap bingkai baru harus dibuat melalui filter baru. Ilmuwan dari tim Wu mengubah posisi amplas. Para ilmuwan bereksperimen pada lempengan logam dalam bentuk kerang laut dan dengan inisial pahatan. Ribuan bidikan diperlukan untuk merakit gambar akhir dari kotak hitam, putih dan abu-abu. Perangkat lunak yang mengetahui pola filter untuk masing-masing foto menghitung hasil akhir. Secara teori, ini seharusnya tidak lebih buruk daripada sinar-x hari ini, tetapi Anda tidak perlu menggunakan radiasi intens dan kamera resolusi tinggi.
Teknologi pencitraan hantu digunakan untuk membuat sistem serupa untuk spektrum inframerah dan inframerah berdasarkan filter yang dapat diprogram. Menggunakan sistem IR, tim ilmuwan yang dipimpin oleh Miles Padgett dari University of Glasgow, Inggris,
belajar cara melacak kebocoran metana. Sekarang tim sedang mengerjakan komersialisasi penemuan dan berharap untuk menjual detektor ke perusahaan minyak dan gas sebagai cara murah untuk menemukan kebocoran pipa.
Menurut Wu, pembuatan filter yang dapat diprogram untuk x-ray adalah tugas yang lebih sulit, karena mereka dengan bebas menembus sebagian besar bahan. Sementara itu, untuk percobaan di mana mereka menggunakan amplas, mereka harus menggunakan kamera resolusi tinggi untuk melacak pola. Tetapi Anda dapat membayangkan sebuah sistem komersial di mana pabrikan pada awalnya merekam semua pola, jadi hanya dia yang akan membutuhkan kamera seperti itu - dan konsumen, yaitu, dokter, akan menggunakan kamera satu-piksel.
Agar sistem baru dapat digunakan dalam kedokteran, para ilmuwan harus membuktikan bahwa dosis radiasi terakhir lebih rendah daripada sistem yang ada. Masalahnya adalah jumlah gambar, serta fakta bahwa itu akan bervariasi tergantung pada area yang dibutuhkan untuk penelitian. Wu yakin bahwa sejumlah kecil radiasi untuk seluruh seribu tembakan pada akhirnya tidak akan terlalu berbahaya bagi manusia.
Karya ilmiah diterbitkan pada Maret 2018 dalam publikasi Science.
DOI: 10.1126 / science.aat7285 .