Разработан новый способ получения рентгеновских снимков

02-09-2013

Разработан новый способ получения рентгеновских снимков
Ученые разработали способ получения рентгеновских изображений, который может значительно сделать лучше контрастность компьютерной томографии, при всем этом доза облучения во время сканирования ниже по сопоставлению со старенькыми способами.

Этот метод был разработан в 1895 году, сразу после того, как были открыты рентгеновские лучи. На сегодня он обычно используется, например, в больницах, и для досмотра в аэропортах.

Однако поскольку этот метод основан на разнице в поглощении рентгеновских лучей, он также имеет серьезные ограничения, а именно, в медицинской практике рентгеновские лучи вызывают раковые заболевания здоровых мягких тканей.
Результаты исследования опубликованы в журнале Национальной академии (PNAS) от 4 июня 2012 года.

Главным автором данной работы является Ирина Джаннет, из Европейского фонда синхротронного излучения ESRF (г. Гренобль, Франция) и Технического университета Мюнхена, команда также содержит в себе ученых из Института Пауля Шеррера (Виллиген), Технологического института Карлсруэ.

Традиционный способ получения рентгеновских изображений — проецирование рентгеновского луча на исследуемый объект и измерение интенсивности облучения с обратной стороны. Новый способ основан на сочетании рентгеновского способа и сканирования на высочайшей контрастности, которую можно получить при помощи решетки интерферометрии.

При помощи этого способа также можно получать трехмерные изображения. Новый способ совместим с клиническими аппаратами компьютерной томографии, где источник рентгеновского излучения и сенсор безпрерывно крутятся вокруг пациента в процессе процедуры.

В последние годы было приложено много усилий — были введены в разработку новые рентгеновские методы визуализации, которые базируются не исключительно на поглощении, а на увеличении контрастности путем наблюдения за другими видами взаимодействия рентгеновского излучения и материи. Из этих новых методов весьма перспективным является так называемая «рентгеновская решетка интерферометрии», в каком микроструктура решетки, разработанной в PSI и KIT, служит оптическим элементом для рентгеновских лучей.

Установка для повышения контраста проста и компактна, и она может быть объединена при помощи компьютерной томографии (КТ) с рентгеновскими сканерами для получения 3D-снимков объекта. За последние десять лет решетки интерферометрии постоянно совершенствовалась, с оглядкой на медицинские приложения.

Они показывают наличие суб-пикселей, размер структуры объектов, таких как волокна, трещины и наноразмерные поры. В исследовании, которое в текущее время представлено в PNAS, были использованы крылья осы, которые окаменели в янтаре.

Они были невидимыми в предыдущих рентгеновских исследованиях одного и такого же образца, зато были обнаружены при помощи новой технологии.Для того чтобы продемонстрировать исключительное разрешение новой техники, были обследованы образцы различных мягких тканей из частей тела небольших млекопитающих — крыс. В тестах по получению снимков в 3D, были видны мельчайшие детали, такие как индивидуальные семенные канальцы — крошечные трубы, в каких образуются сперматозоиды. «Эти части являются просто невидимым не только лишь при стандартном КТ, но даже при высоком разрешении установки — не только лишь из-за их небольшого размера, но еще более так как они навряд ли будут отличаться от других тканей по поглощающей способности», объясняет Джаннет, которая была недавно выдвинута на премию ESRF.

Эта награда вручается молодым ученым за их научные работы.
В дополнение к увеличению контраста, решетка интерферометрии может также привести к устранению так называемого «темного поля», которое встречается на изображении при томографии.Команда ученых сделала важный шаг на пути реализации этой техники в клинических условиях — новый протокол измерений, под названием «скользящее окно», успешно протестирован. «Наш метод скользящего окна позволяет снизить дозу и время, необходимые для сбора данных, и делает решетки интерферометрии совместимыми с непрерывным вращением аппаратов, которые используются в клинической практике», — сказал Тимм Вейткамп, специалист из SOLEIL.

Интерферометрические решетки используются дополнительно для получения информации о поглощении, измерении рентгенологических изменений, «дифференциального фазового контраста» изображения. Минимальная плотность, которая может быть измерена — всего 0,5 мг/см3.

Эти результаты говорят о преимуществе использования нового метода не только лишь в палеонтологии, да и в области медицины, например, для выявления незначительных трещин в кости или небольших волокон в мягких тканях.
Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: