Ежедневно человек подвергается воздействию радиации: в квартирах скапливается газ радон, мы получаем дозы радиации из космоса и почвы.
Мы получаем в среднем 3 мЗв в год, большую часть из которых составляет радон.
В России в формально 1,4 мЗв оказывают медицинские услуги в год, однако в действительности эта цифра может быть выше из-за несоблюдения техники безопасности и устаревшего оборудования.
Группа китайских учёных решила найти способ уменьшить количество радиации, получаемой от рентгеновских лучей: исследователи предложение используйте однопиксельную камеру, фильтры и технологию призрачного изображения вместо традиционной рентгеновской технологии.
Для фотографии традиционно используется объектив, направляющий световой поток на матрицу светочувствительных элементов.
Чем больше таких элементов, тем лучше изображение.
Но есть методы использование светочувствительной матрицы размером всего в один пиксель , который сам по себе, без специального программного обеспечения, пригоден только для получения данных об освещенности.
Этот подход называется компьютерная фотография .
Одна из задач — избавиться от линзы, самой дорогой детали.
Вверху: пример фотографии.
Второй ряд: фотографии, сделанные однопиксельной камерой с 50 и 2500 шаблонами подсветки.
Третий и четвертый ряд: светосильные камеры, представленные в марте 2017 года.
В то же время линзы также являются важной и дорогостоящей частью рентгеновского аппарата.
Ученые из Китая предлагают более дешевую технологию получения изображений на основе 1-пиксельного сенсора.
Корреляционный метод обработки изображений, созданный около двадцати лет назад, позволил объединить большое количество «слабых» фотографий в одну качественную – пока для обычного источника света, в перспективе – для X -лучи.
Одним из преимуществ такой системы является возможность использовать дешевые камеры без дорогой оптики.
Но более важным является меньшее воздействие радиации на пациента.
«Наша система намного меньше и дешевле, и ее можно сделать портативной для использования в полевых условиях», — сказал Ву Лин-Ань из Китайской академии наук в Пекине, возглавлявший исследовательскую группу.
Технология создания призрачных изображений предполагает направление излучения на объект через фильтр с известными шаблонами и выполнение нескольких снимков.
Каждый новый снимок должен проходить через новый фильтр.
Ученые из команды Ву изменили положение наждачной бумаги.
Ученые экспериментировали с металлическими пластинами в форме морской раковины и с вырезанными инициалами.
Чтобы собрать финальную картинку из черных, белых и серых квадратов, нужны тысячи картинок.
Программное обеспечение, которому известны шаблоны фильтров для каждого изображения, рассчитывает конечный результат. Теоретически это должно быть так же хорошо, как сегодняшние рентгеновские лучи, но без необходимости интенсивного излучения и камер высокого разрешения.
Технология призрачной визуализации использовалась для создания аналогичных систем для видимого и инфракрасного спектров на основе программируемых фильтров.
Используя инфракрасную систему, группа ученых под руководством Майлза Пэджетта из Университета Глазго, Великобритания, научился следить за утечками метана.
Сейчас команда работает над коммерциализацией изобретения и надеется продать детекторы нефтегазовым компаниям как недорогой способ обнаружения утечек в трубах.
По словам Ву, создать программируемый фильтр для рентгеновских лучей сложнее, поскольку они свободно проникают через большинство материалов.
До сих пор для эксперимента, в котором они использовали наждачную бумагу, им приходилось использовать камеру высокого разрешения для отслеживания узоров.
Но можно представить себе коммерческую систему, для которой производитель изначально записывает все закономерности, так что такая камера понадобится только ему — а потребитель, то есть врач, будет использовать однопиксельную камеру.
Чтобы новую систему можно было использовать в медицине, ученым придется доказать, что конечная доза облучения ниже, чем в существующих системах.
Проблема в количестве изображений, а также в том, что оно будет варьироваться в зависимости от области, которую необходимо изучить.
Ву уверен, что небольшое количество радиации за всю тысячу выстрелов в конечном итоге будет менее опасным для человека.
Научная работа была опубликована в марте 2018 года в журнале Science. DOI: 10.1126/science.aat7285 .
Теги: #Популярная наука #здоровье #медицина #физика #радиация #рентген #рентген
-
Необходимость Интегрированного Сообщества
19 Oct, 24 -
Секрет Ее Успеха
19 Oct, 24 -
Априори
19 Oct, 24 -
«Монстры В Играх Или Как Удивить Игрока»
19 Oct, 24 -
Обратная Сортировка
19 Oct, 24 -
Gc В Go: Приоритет Скорости И Простоты
19 Oct, 24 -
Сценарий Казуальной Игры – Какой Он?
19 Oct, 24
