211service.com
Didelio kontrasto rentgeno spinduliai
Šveicarijos mokslininkai pademonstravo naujos didelės raiškos rentgeno vaizdavimo technikos, kuri atskleidžia smulkias struktūras, kurios yra nematomos naudojant įprastus metodus, praktiškumą. Tamsiojo lauko rentgeno vaizdavimas gali būti naudojamas norint sukurti labai detalius kaulų vaizdus ir atskirti medžiagas, kurios atrodo identiškos įprastuose rentgeno vaizduose, pvz., sprogmenys ir sūris. Mokslininkai dabar tiria, ar jų požiūris taip pat gali padidinti medicininio vaizdo gavimo metodų, tokių kaip mamogramos ir kompiuterinės tomografijos (KT) skenavimas, skiriamąją gebą.
Karšti sparnai: Nauja rentgeno vaizdavimo technika (apačioje) remiasi informacija apie tai, kaip mėginys išsklaido spinduliuotę, todėl vištienos sparnelyje gaunamas didesnis kontrastas nei naudojant įprastą rentgeno vaizdą (viršuje). Įprastas rentgeno vaizdas pagrįstas informacija apie tai, kaip sparnas sugeria spinduliuotę.
Franzas Pfeifferis , Šveicarijos Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne fizikos docentas, sukūręs naują techniką, lygina įprastus rentgeno vaizdus su šešėliais. Tokie vaizdai remiasi informacija apie tai, kiek spinduliuotės sugeria, kai ji praeina pro mėginį, pavyzdžiui, paciento galūnę. Tačiau vyksta sudėtingesnės sąveikos, sako Pfeifferis, ir kuo daugiau informacijos apie šias sąveikas galima surinkti, tuo geresnis vaizdų kontrastas. Tamsiojo lauko vaizdavimas matuoja, kaip pavyzdys išsklaido šviesą.
Šie vaikinai rodo, kad su rentgeno spinduliais galite padaryti dalykus, kurie buvo tik optiškai praktiški [su matoma šviesa]. Ričardas Lanza MIT Branduolinio mokslo ir inžinerijos katedros vyresnysis mokslo darbuotojas.
Anksčiau mokslininkai, įskaitant Pfeifferį, demonstravo tamsaus lauko vaizdavimą naudodami didelį, brangų dalelių greitintuvą, vadinamą sinchrotronu, kaip rentgeno spindulių šaltinį. Sinchrotronai suteikia labai ryškius, tiksliai sufokusuotus rentgeno spindulius. Toks galingas šaltinis buvo būtinas, nes neefektyvi kristalų optika, naudojama rentgeno spinduliams sufokusuoti į mėginį, galėjo susidoroti tik su siauru bangos ilgių spektru.
Siekdamas pakeisti neefektyvią kristalų optiką, Pfeiffer sukūrė silicio filtrus, kurie veikia su visu spindulių spektru, kurį sukuria mažos galios įprasti rentgeno vamzdeliai. Šie filtrai yra plokšti silicio diskai, išgraviruoti su 20 mikrometrų ilgio plyšiais, kai kurie iš jų užpildyti auksu. Norint sukurti sklaidos vaizdus, šios grotelės yra tarp rentgeno spindulių šaltinio ir mėginio bei tarp mėginio ir detektoriaus.
Mažos struktūros, pavyzdžiui, mikro įtrūkimai, puikiai matomi šiuose vaizduose, nes jie gana šiek tiek išsklaido spinduliuotę, sako Pfeiffer. Tai rodo, kad vaizdai gali būti naudingi nustatant osteoporozę arba ieškant mechaninių struktūrų, pvz., turbinų, trūkumų.
Tamsaus lauko vaizduose kraštai ir ribos yra aiškesni, sako Elizabeth Brainerd , Browno universiteto evoliucijos biologas, kuris naudoja rentgeno spindulius kaulų biomechanikai tirti. (Žr. Evoliucijos gaudymas bėgant .) Įprastose rentgeno nuotraukose gali būti sunku atskirti mažus kaulus ir sąnarius. Brainerd sutinka, kad tamsaus lauko vaizdai gali būti naudingi nustatant mažus pacientų lūžius ir kaulų ataugas, ir ji džiaugiasi galimybe išplėsti Pfeifferio techniką trimačiams KT skenavimui.
Pfeifferio metodas taip pat galėtų būti naudojamas saugumo sistemoms tobulinti. Įprasti rentgeno vaizdai, tokie kaip oro uosto saugumo kontrolės punktuose, negali atskirti daugelio skirtingų medžiagų rūšių – pavyzdžiui, šokoladas ir sūris atrodo identiški kai kuriems sprogmenims. Tačiau sūris ir sprogmenys skirtingai išsklaido rentgeno spindulius, todėl Pfeifferio tamsaus lauko vaizduose šių dviejų medžiagų skirtumai yra akivaizdūs.
Pfeifferis jau pradėjo daryti kompiuterinę tomografiją įprastais rentgeno vamzdeliais, naudodamas kitą kontrastą didinančią techniką, kurią sukūrė prieš dvejus metus, vadinamą faziniu kontrastu. Jis sako, kad šiuo metu jis stengiasi įtraukti groteles tamsaus lauko vaizdavimui į įprastus KT įrenginius. Jis taip pat bendradarbiauja su tyrėjais Biomedicininio vaizdo centras Lozanos ir Ženevos universitetų vadovaujamas institutas, siekiant nustatyti, ar tamsaus lauko rentgeno vaizdas gali būti naudojamas sveikiems audiniams atskirti nuo vėžinių audinių. Vėžys nesugeria rentgeno spindulių labai skirtingai nei sveiki audiniai, todėl, pavyzdžiui, rentgeno sistemos, kurios priklauso nuo kitų savybių, tokių kaip sklaida, gali pagerinti mamografiją. Lanzos grupė MIT taip pat stengiasi sukurti geresnius vėžį aptinkančius kompiuterinės tomografijos skaitytuvus, kuriuose kontrastui naudojamas absorbcijos ir refrakcijos derinys ir kurie taip pat remiasi nanomedžiagomis grotelėmis. (Žr. Rentgeno vaizdavimo fizikos keitimas.)
Tamsiojo lauko vaizdavimas buvo naudojamas daugiau nei 20 metų, siekiant pagerinti kontrastą ir skiriamąją gebą įprastuose optiniuose mikroskopuose. Tačiau kontrasto didinimo metodų, kurie gerai veikia su matoma šviesa, taikymas rentgeno spinduliams užtruko ilgai, sako Pfeifferis. Pasak jo, tokia sistema įmanoma tik dėl fotolitografijos pažangos ir daugelio metų pagrindinių mokslo tyrimų naudojant sinchrotronus.
Pfeifferis numato, kad būsimos rentgeno vaizdo sistemos bus tokios, kokios yra šiandienos šviesos mikroskopai: jose bus daug papildomų sistemų, skirtų kontrastui (absorbcijai, refrakcijai, sklaidai) pagerinti, o gydytojai ir mokslininkai galės naudoti bet kurį derinį, kuris geriausiai tinka tam tikram. mėginys.