Todos os dias uma pessoa é exposta à radiação: o gás radônio se acumula nos apartamentos, recebemos doses de radiação do espaço, do solo. Durante um ano, em média, obtemos 3 mSv, dos quais a maioria é radônio. Na Rússia,
formalmente 1,4 mSv por ano fornece serviços médicos, mas, na realidade, esse número pode ser maior devido ao não cumprimento de precauções de segurança e equipamentos desatualizados.
Um grupo de cientistas chineses decidiu encontrar uma maneira de reduzir a quantidade de radiação obtida a partir de imagens de raio-x: os pesquisadores
propõem o uso de uma câmera de pixel único, filtros e tecnologia de imagem fantasma, em vez da tecnologia usual de raio-x.
Para a fotografia, é tradicionalmente usada uma lente que direciona o fluxo de luz para uma matriz de elementos fotossensíveis. Quanto mais elementos, melhor a imagem. Mas existem métodos de
usar uma matriz fotossensível de apenas um pixel , que por si só, sem software especial, é adequada apenas para obter dados sobre iluminação. Essa abordagem é chamada de
fotografia computacional . Uma das tarefas é livrar-se da lente, a parte mais cara.
Acima: foto da amostra. Segunda linha: fotos tiradas com uma câmera de pixel único com 50 e 2500 padrões de luz de fundo. Terceira e quarta linha: câmeras aceleradas lançadas em março de 2017.No entanto, as lentes também são uma parte significativa e cara da máquina de raios-X. Cientistas da China oferecem tecnologia mais barata para obter imagens com base em um sensor de 1 pixel. O método de correlação do processamento de imagens fantasmas, criado há cerca de vinte anos, tornou possível combinar um grande número de fotografias "fracas" em uma de alta qualidade - para a fonte de luz comum, no futuro, para raios-x. Uma das vantagens de um sistema desse tipo é a capacidade de usar câmeras baratas sem lentes caras. Mas o mais importante - menos exposição à radiação no paciente.
"Nosso sistema é muito menor e mais barato, e pode ser portátil para uso em campo", diz Wu Ling-An, da Academia Chinesa de Ciências de Pequim, chefe da equipe de pesquisa.
A tecnologia de imagem fantasma envolve direcionar a radiação para um objeto através de um filtro com padrões conhecidos e vários disparos. Cada novo quadro deve ser criado através de um novo filtro. Cientistas da equipe Wu mudaram a posição da lixa. Os cientistas experimentaram placas de metal em forma de concha do mar e com iniciais esculpidas. São necessários milhares de fotos para montar a imagem final a partir de quadrados pretos, brancos e cinza. O software que conhece os padrões de filtro para cada um dos instantâneos calcula o resultado final. Em teoria, hoje não deve ser pior que os raios X, mas você não precisa usar radiação intensa e câmeras de alta resolução.
A tecnologia de imagem fantasma foi usada para criar sistemas semelhantes para os espectros visível e infravermelho baseados em filtros programáveis. Usando um sistema de RI, uma equipe de cientistas liderada por Miles Padgett da Universidade de Glasgow, Reino Unido,
aprendeu a rastrear vazamentos de metano. Agora, a equipe está trabalhando na comercialização da invenção e espera vender os detectores para empresas de petróleo e gás como uma maneira barata de encontrar vazamentos de tubos.
Segundo Wu, a criação de um filtro programável para raios-x é uma tarefa mais difícil, pois eles penetram livremente na maioria dos materiais. Enquanto isso, no experimento em que usavam lixa, eles precisavam usar uma câmera de alta resolução para rastrear padrões. Mas você pode imaginar um sistema comercial para o qual o fabricante registra todos os padrões inicialmente; portanto, apenas ele precisará dessa câmera - e o consumidor, ou seja, o médico, usará uma câmera de pixel único.
Para que o novo sistema possa ser usado em medicina, os cientistas precisam provar que a dose final de radiação é menor do que nos sistemas existentes. O problema é o número de imagens, bem como o fato de variar conforme a área necessária para o estudo. Wu tem certeza de que uma pequena quantidade de radiação para os mil disparos inteiros será menos perigosa para os seres humanos no final.
O trabalho científico foi publicado em março de 2018 na publicação Science.
DOI: 10.1126 / science.aat7285 .