Китайские физики почти в 200 раз снизили необходимую дозу рентгеновского излучения
Китайские ученые разработали технологию, которая позволяет получать качественные рентгеновские снимки, используя менее 0,5% от обычной дозы излучения. Подход может сделать компьютерную томографию и флюорографию значительно безопаснее, особенно для детей и пациентов, которым требуется частое обследование.
МОСКВА, 17 июля. /Новости науки/. Физики из Китая разработали метод получения рентгеновских изображений высокого качества, требующий менее половины процента от стандартной дозы излучения. Технология позволяет формировать снимки с разрешением до двух мегапикселей, используя всего 0,48% фотонов по сравнению с традиционными системами компьютерной томографии и флюорографии. Результаты исследования опубликованы в журнале Optica.
«Нашу технологию можно объединить с уже существующим оборудованием в больницах, в том числе с компьютерными томографами и системами флюорографии. Это сделает данные методы визуализации более безопасными для пациентов, что особенно важно для детей, беременных женщин и больных, которым нужно часто делать снимки», — отметил профессор Шанхайского института передовых исследований Сяо Тицяо.
В основе разработки лежит метод фантомной визуализации. При нем рентгеновский луч разделяется на два потока: один проходит через исследуемый объект и регистрируется детектором, а второй направляется напрямую на другой высокоточный сенсор. Затем алгоритм сопоставляет данные с обоих датчиков и восстанавливает детальное изображение.
Ранее применение такого подхода ограничивалось тем, что для получения снимков высокого разрешения требовались большие дозы рентгеновского излучения. Китайским исследователям удалось решить эту проблему сразу двумя способами.
Они создали специальный кристалл, который разделяет исходный пучок так, чтобы через тело пациента проходил лишь очень слабый поток рентгеновских лучей, тогда как основная часть фотонов попадала на вспомогательный детектор. Кроме того, ученые разработали новый алгоритм реконструкции изображения, способный восстанавливать полную картину всего по нескольким десяткам измерений.
Испытания технологии на Шанхайском синхротроне SSRF показали, что метод позволяет получать рентгеновские изображения с разрешением два мегапикселя при использовании лишь 0,48% от обычной дозы излучения. По мнению авторов работы, это открывает путь к созданию более безопасных систем медицинской визуализации, которые можно будет интегрировать в существующее диагностическое оборудование без его полной замены.
«Нашу технологию можно объединить с уже существующим оборудованием в больницах, в том числе с компьютерными томографами и системами флюорографии. Это сделает данные методы визуализации более безопасными для пациентов, что особенно важно для детей, беременных женщин и больных, которым нужно часто делать снимки», — отметил профессор Шанхайского института передовых исследований Сяо Тицяо.
В основе разработки лежит метод фантомной визуализации. При нем рентгеновский луч разделяется на два потока: один проходит через исследуемый объект и регистрируется детектором, а второй направляется напрямую на другой высокоточный сенсор. Затем алгоритм сопоставляет данные с обоих датчиков и восстанавливает детальное изображение.
Ранее применение такого подхода ограничивалось тем, что для получения снимков высокого разрешения требовались большие дозы рентгеновского излучения. Китайским исследователям удалось решить эту проблему сразу двумя способами.
Они создали специальный кристалл, который разделяет исходный пучок так, чтобы через тело пациента проходил лишь очень слабый поток рентгеновских лучей, тогда как основная часть фотонов попадала на вспомогательный детектор. Кроме того, ученые разработали новый алгоритм реконструкции изображения, способный восстанавливать полную картину всего по нескольким десяткам измерений.
Испытания технологии на Шанхайском синхротроне SSRF показали, что метод позволяет получать рентгеновские изображения с разрешением два мегапикселя при использовании лишь 0,48% от обычной дозы излучения. По мнению авторов работы, это открывает путь к созданию более безопасных систем медицинской визуализации, которые можно будет интегрировать в существующее диагностическое оборудование без его полной замены.
