От рентгеновских лучей до фазового контраста: как ученые улучшают контрастность изображений?

<р> С развитием медицинской визуализации применение рентгеновских технологий становится все более распространенным. Традиционная рентгеновская визуализация основана на ослаблении интенсивности рентгеновского луча для создания изображений, но этот метод не может эффективно различать небольшие различия в тканях. Однако недавно ученые открыли технологию фазово-контрастной рентгеновской визуализации. Эта технология, наблюдая за фазовыми изменениями рентгеновского луча после прохождения через объект, может создавать изображения с более высоким контрастом, особенно при обнаружении образцов элементов с низким атомным номером. .

Разработка технологии фазово-контрастной визуализации возникла в результате наблюдения интерференционных картин. Эта технология позволяет значительно улучшить контрастность изображений.

<р> Основной принцип фазово-контрастной рентгеновской визуализации заключается в том, что рентгеновские лучи, проходя через вещество, не только меняют его интенсивность, но и влияют на его фазу. Хотя это фазовое изменение нелегко измерить напрямую, его можно преобразовать в изменения интенсивности изображения и записать. Таким образом, технология фазового контраста может не только генерировать проекционные изображения, но также может комбинироваться с другими технологиями для получения более подробной информации трехмерного изображения.

<р> В истории этой технологии новаторские работы относятся к 1895 году, когда Вильгельм Конрад Рентген впервые открыл рентгеновские лучи и записал изображения человеческих костей. В последующие десятилетия ученые продолжали совершенствовать рентгеновскую технологию, но только в середине 20 века Фриц Цернике успешно применил принцип фазового контраста к микроскопии видимого света. Открытие Цернике принесло ему Нобелевскую премию в 1953 году, но перенос этой концепции на рентгеновские снимки занял больше времени.

Успех технологии фазово-контрастной рентгеновской визуализации полностью демонстрирует сложное поведение рентгеновских лучей при прохождении через вещество, которое не так просто, как геометрическая оптика.

<р> В 1970-х годах, с появлением технологии синхротронного излучения, ученые постепенно поняли, что это излучение более мощное и гибкое, чем традиционные рентгеновские трубки. Это открытие послужило толчком к дальнейшему развитию фазово-контрастной рентгеновской визуализации. В 1965 году Ульрих Бэнгс и Майкл Харт инновационно разработали кристаллический интерферометр, который послужил основой для последующих биологических изображений. Однако традиционные рентгеновские трубки не могут удовлетворить требования, предъявляемые к этим кристаллам.

<р> В 2012 году исследования Хана Вэня и его команды преодолели традиционные ограничения, используя наноразмерные фазовые решетки для замены кристаллов, и успешно обнаружили изгибы преломления в несколько градусов в биологических образцах. С появлением этих новых технологий ученые также начали изучать более эффективные методы визуализации, включая технологию визуализации, основанную на дифракционных решетках.

Ученые стремятся продвигать технологию фазово-контрастной визуализации в клиническом применении, чтобы эта технология могла играть более важную роль в повседневной медицинской помощи.

<р> В своих исследованиях ученые обнаружили несколько различных методов фазово-контрастной визуализации, таких как визуализация распространения и визуализация на основе анализатора. Технология визуализации распространения в основном основана на обнаружении полос Френеля и не требует каких-либо оптических компонентов. Появление этого метода значительно упрощает процесс визуализации. Визуализация на основе анализатора использует кристалл Брэгга в качестве углового фильтра, отражающего только часть рентгеновских лучей, соответствующих условиям Брэгга, что делает изображение более четким.

<р> С развитием этих инновационных технологий исследовательская группа также разработала новые методы, такие как краевое освещение и интерференция сетки. Эти технологии дают значительные результаты в улучшении контрастности изображения, особенно в медицинской визуализации, делая медицинское лечение более точным и детальным. Недавние исследования показывают, что эти достижения не ограничиваются базовыми патологоанатомическими исследованиями, но также посвящены анализу сложных образцов тканей и далее распространяются на доклинические испытания и практическое применение.

<р> Стоит отметить, что некоторые из последних результатов исследований в научном сообществе показывают, что перспективы развития технологии фазово-контрастной визуализации блестящие, особенно в области биомедицины, и станут важным инструментом, помогающим врачам выявлять заболевания или анализировать патологические изменения. ранее. Кроме того, по мере постепенного развития технологии эти строгие методы визуализации могут стать стандартом диагностики, не только повышая точность диагностики, но и улучшая эффект лечения пациентов.

<р> Фазово-контрастная рентгеновская визуализация постепенно совершенствуется, так как же будущая визуализационная медицина будет развиваться дальше и раскрывать детали, которые еще не изучены?

Trending Knowledge

Фазово-контрастная рентгенография: как раскрыть тайны внутреннего строения тела?
С быстрым развитием технологий медицинской визуализации также развивается технология рентгеновской визуализации, и фазово-контрастная рентгеновская визуализация является революционной технологией. Сут
nan
В сообществе математики применение сегментированных функций становится все более распространенным.Однако, хотя эти функции определяются в разных регионах, их непрерывность и дифференциация лежат во м
Загадка технологии фазового контраста: почему она раскрывает детали мягких тканей?
Благодаря постоянному развитию технологий медицинской визуализации технология рентгеновской фазово-контрастной визуализации в последние годы привлекла широкое внимание и исследования. Эта технология н

Responses