科学家们正在寻找一种减少X射线辐射量的方法

每个人每天都受到辐射::气在公寓中积聚,我们从太空和土壤中接收辐射剂量。 平均一年,我们得到3 mSv,其中大部分是ra。 在俄罗斯,每年正式提供1.4 mSv的医疗服务,但实际上,由于不遵守安全程序和设备陈旧,这一数字可能更高。

一组中国科学家决定寻找一种方法来减少从X射线图像获得的辐射量:研究人员建议使用单像素摄像头,滤镜和幻影成像技术代替通常的X射线技术。



对于摄影,传统上使用透镜将光束引导至光敏元件的矩阵。 这些元素越多,图像越好。 但是,存在使用仅一个像素的光敏矩阵的方法,该方法本身无需特殊软件,仅适用于获取照明数据。 这种方法称为计算摄影 。 任务之一是摆脱最昂贵的镜片。

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上图:样本照片。 第二行:使用具有50和2500背光图案的单像素相机拍摄的照片。 第三排和第四排:2017年3月推出的加速相机。

但是,透镜也是X射线机的重要组成部分,而且价格昂贵。 来自中国的科学家提供了更便宜的技术来获取基于1像素传感器的图像。 大约20年前创建的图像处理重影成像的相关方法使将大量“弱”照片组合成一张高质量的照片成为可能-用于普通光源,将来用于X射线。 这种系统的优点之一是能够使用廉价的相机而无需昂贵的光学器件。 但更重要的是-减少对患者的辐射。

研究小组负责人,北京中国科学院吴灵安说:“我们的系统体积更小,价格便宜,并且可以在现场使用,便于携带。”

重影成像技术涉及通过具有众所周知的图案和多次拍摄的滤光片将辐射引导至物体。 每个新框架都必须通过新的过滤器进行制作。 吴队的科学家改变了砂纸的位置。 科学家们在贝壳和雕刻的缩写的金属板上进行了实验。 从黑色,白色和灰色方块组装最终照片需要成千上万张照片。 知道每个快照的过滤器模式的软件将计算最终结果。 从理论上讲,它应该不比今天的X射线差,但是您不需要使用强辐射和高分辨率的相机。



Ghost成像技术用于基于可编程滤镜为可见光谱和红外光谱创建类似的系统。 使用红外系统,由英国格拉斯哥大学的Miles Padgett领导的一组科学家学习了如何跟踪甲烷泄漏。 现在,研究小组正在致力于发明的商业化,并希望将检测器出售给石油和天然气公司,作为发现管道泄漏的廉价方法。

Wu认为,为X射线创建可编程滤镜是一项更加艰巨的任务,因为它们可以自由穿透大多数材料。 同时,对于他们使用砂纸的实验,他们必须使用高分辨率相机跟踪图案。 但是您可以想象一个商业系统,制造商最初会记录所有图案,因此只有他需要这样的相机,而消费者(即医生)将使用单像素相机。

为了使新系统可以在医学中使用,科学家必须证明辐射的最终剂量比现有系统要低。 问题在于图像的数量,以及图像会根据研究所需的区域而变化的事实。 Wu确信,整整一千张镜头的少量辐射最终对人类的危害较小。

该科学著作于2018年3月发表在《科学》杂志上。 DOI:10.1126 / science.aat7285

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN411427/


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