澳大利亞國立大學(ANU)領導的一項新研究發(fā)現了一種有前途的方法,可以顯著降低X射線劑量,這可能會徹底改變3D醫(yī)學成像,使疾病早期跡象的篩查更加便宜和安全。
該研究團隊參與了歐洲同步輻射裝置和莫納什大學,基于一種非常規(guī)成像方法,稱為“鬼成像”,用于拍攝對可見光不透明的物體的3D X光圖像。
首席研究員安德魯金斯頓博士說,這項研究是第一項利用鬼像成像技術實現3D X線成像的研究,這可能會使3D醫(yī)學成像更便宜、更安全、更容易獲得。
金斯頓博士說:“使用鬼影成像技術進行3D成像的美妙之處在于,大部分X射線劑量甚至都沒有指向你想要捕捉的物體——這就是我們正在做的鬼影本質。澳大利亞國立大學物理與工程研究所。
“在醫(yī)學成像中使用3D重影成像顯著降低X射線劑量,真正提高乳腺癌等疾病的早期發(fā)現的巨大潛力。”
醫(yī)學X線影像的過度輻射會增加癌癥風險,這限制了患者可以使用CT系統(tǒng)、用于乳腺癌篩查的3D乳房X線攝影以及其他3D X線方法進行檢測的頻率。
金德斯頓博士說:“我們方法的改變根本不需要x光相機,只需要一個傳感器——這將使3D醫(yī)學成像設置更加便宜?!?
概念驗證方法使用直徑為5.6毫米的簡單物體的3D重影圖像,分辨率相對較低,約為0.1毫米。
研究人員設計了一種新的鬼成像測量系統(tǒng),該系統(tǒng)使用一系列帶有圖案的x光光束。
然后將每個光束分成兩個相同的光束。這種模式被記錄在主光束中作為參考,因為它從未穿過研究人員成像的物體。當次級光束通過物體時,僅由單個傳感器測量的總x光透射率。
然后,研究人員使用計算機從這些測量中創(chuàng)建物體的2D X光投影圖像。
對不同方向的對象重復該過程,以構建3D圖像。
金斯頓博士說:“我們最重要的創(chuàng)新是擴展這個2D概念,實現對可見光不透明物體內部的3D成像。
“3D X射線鬼像或鬼斷層成像是一個全新的領域,因此科學界和工業(yè)界有機會共同探索和開發(fā)這一令人興奮的創(chuàng)新?!?
莫納什大學的聯合研究員大衛(wèi)帕加寧教授說,該團隊的成就可以與早期的電子顯微鏡相提并論,電子顯微鏡的放大倍數只能達到14倍。
“即使最粗糙的玻璃透鏡使用可見光,結果也沒有預期的那么好,”他說。
“然而,使用電子代替光的顯微鏡有潛力——只有經過幾十年的后續(xù)發(fā)展才能實現——看到單個原子,這比使用可見光的普通顯微鏡要小得多?!?
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