更安全、更便宜的3D医学成像

由澳大利亚国立大学(ANU)领导的一项新研究发现了一种有望大幅降低X射线剂量的方法，这有可能彻底改变3D医学成像，并使疾病早期迹象的筛查更加便宜和安全。

研究小组参与了欧洲同步辐射装置和莫纳什大学的研究。它建立在一种非常规的成像方法上，称为“鬼成像”，用于拍摄物体内部不透明可见光的三维X射线图像。

首席研究员安德鲁金斯顿(Andrew Kingston)博士表示，这项研究是首次使用ghost成像技术实现3D X射线成像，这有可能使3D医学成像更便宜、更安全、更容易获得。

“使用幽灵成像技术的3D成像的美妙之处在于，大多数X射线剂量甚至不会指向你想要捕捉的对象——这就是我们正在做的事情的幽灵性质，”金斯顿博士说。澳大利亚国立大学物理与工程学院。

“在使用3D鬼成像的医学成像中，极大地降低X射线剂量的潜力，并真正提高乳腺癌等疾病的早期检测。”

医疗X射线成像的过量辐射会增加癌症风险，这限制了患者使用CT系统、用于乳腺癌筛查的3D钼靶摄影和其他3D X射线方法进行检测的频率。

Kinderston博士说，“我们方法的改变根本不需要X射线相机，只需要一个传感器——这将使3D医学成像设备更便宜。”

概念验证方法使用直径为5.6mm的简单物体的3D鬼影图像，分辨率相对较低，约为0.1 mm。

研究人员设计了一种新的鬼成像测量系统，该系统使用一系列带有图案的X射线束。

然后将每个光束分成两个相同的光束。这种模式被记录在主光束中作为参考，因为它从未穿过研究人员正在成像的对象。当次级束穿过物体时，仅由单个传感器测量的总X射线透射率。

然后，研究人员使用计算机根据这些测量结果创建物体的2D X射线投影图像。

对不同方向的对象重复此过程，以构建3D图像。

“我们最重要的创新是扩展这一2D概念，以实现对可见光不透明的物体内部的3D成像，”金斯顿博士说。

“3D X射线幽灵图像或幽灵断层扫描是一个全新的领域，因此科学界和工业界有机会一起探索和开发这一令人兴奋的创新。”

来自莫纳什大学的合作研究员大卫帕加宁教授表示，该团队的成就可以与早期的电子显微镜相比，后者的放大倍数只能达到14倍。

“即使最粗糙的玻璃透镜使用可见光，这个结果也不如预期的好，”他说。

“然而，使用电子而不是光的显微镜有潜力——只有在几十年的后续发展后才能实现——看到单个原子，这些原子比使用可见光的普通显微镜更小。”

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