更安全、更便宜的三維醫(yī)學(xué)成像

澳大利亞國(guó)立大學(xué)(ANU)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)了一種有前途的方法，可以顯著降低X射線劑量，這可能會(huì)徹底改變3D醫(yī)學(xué)成像，使疾病早期跡象的篩查更加便宜和安全。

該研究團(tuán)隊(duì)參與了歐洲同步輻射裝置和莫納什大學(xué)，基于一種非常規(guī)成像方法，稱為“鬼成像”，用于拍攝對(duì)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(xiàng)研究是第一項(xiàng)利用鬼像成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)3D X線成像的研究，這可能會(huì)使3D醫(yī)學(xué)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(shù)進(jìn)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(zhì)。澳大利亞國(guó)立大學(xué)物理與工程研究所。

“在醫(yī)學(xué)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(xiàn)的巨大潛力。”

醫(yī)學(xué)X線影像的過度輻射會(huì)增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)，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(jìn)行檢測(cè)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(jī)，只需要一個(gè)傳感器——這將使3D醫(yī)學(xué)成像設(shè)置更加便宜。”

概念驗(yàn)證方法使用直徑為5.6毫米的簡(jiǎn)單物體的3D重影圖像，分辨率相對(duì)較低，約為0.1毫米。

研究人員設(shè)計(jì)了一種新的鬼成像測(cè)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(gè)光束分成兩個(gè)相同的光束。這種模式被記錄在主光束中作為參考，因?yàn)樗鼜奈创┻^研究人員成像的物體。當(dāng)次級(jí)光束通過物體時(shí)，僅由單個(gè)傳感器測(cè)量的總x光透射率。

然后，研究人員使用計(jì)算機(jī)從這些測(cè)量中創(chuàng)建物體的2D X光投影圖像。

對(duì)不同方向的對(duì)象重復(fù)該過程，以構(gòu)建3D圖像。

金斯頓博士說：“我們最重要的創(chuàng)新是擴(kuò)展這個(gè)2D概念，實(shí)現(xiàn)對(duì)可見光不透明物體內(nèi)部的3D成像。

“3D X射線鬼像或鬼斷層成像是一個(gè)全新的領(lǐng)域，因此科學(xué)界和工業(yè)界有機(jī)會(huì)共同探索和開發(fā)這一令人興奮的創(chuàng)新。”

莫納什大學(xué)的聯(lián)合研究員大衛(wèi)帕加寧教授說，該團(tuán)隊(duì)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(shù)只能達(dá)到14倍。

“即使最粗糙的玻璃透鏡使用可見光，結(jié)果也沒有預(yù)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(jīng)過幾十年的后續(xù)發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)——看到單個(gè)原子，這比使用可見光的普通顯微鏡要小得多?！?

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