Новый метод рентгеновской съёмки снижает дозу облучения, сохраняя высокое разрешение

Исследователи из Шанхайского института передовых исследований Китайской академии наук показали, что можно получать чёткие рентгеновские снимки с высоким разрешением при минимальном облучении. В журнале Optica они продемонстрировали рентгеновские изображения-призраки с разрешением почти 2 мегапикселя, используя всего 0,48% фотонов, необходимых для обычной рентгенографии. Метод основан на корреляции двух пучков: один кодирует случайный шаблон и не касается образца, другой проходит через него. Учёные переработали систему, чтобы максимизировать качество изображения и дозовую эффективность. Рентгеновский луч расщепляется на слабый, взаимодействующий с образцом, и более сильный опорный, что позволяет извлекать больше информации из каждого фотона. Для этого использовалось высокооднородное и сильно коррелированное расщепление на кристаллах, обеспечивающее синхронный сбор сигналов в обоих пучках. Детекторы оптимизированы под каждый пучок: один для слабых сигналов, другой для тонких пространственных деталей. Интеллектуальный алгоритм синтезирует полное изображение из десятков измерений — гораздо меньше, чем требуется в обычных методах. В эксперименте на тестовой линии BL09B Шанхайского центра синхротронного излучения новый метод дал снимки размером 1992×944 пикселя с тем же отношением контраст-шум, что и обычная радиология, но при 0,48% фотонов. Он также достиг максимального CNR при использовании в 100 раз меньшего числа фотонов. Руководитель группы Тицяо Сяо отметил, что технологию можно будет сочетать с обычным оборудованием, например, флюорографией и КТ, что сделает рентген безопаснее для детей, беременных и пациентов, нуждающихся в частых исследованиях. Пока метод требует доработки: учёные планируют улучшить качество изображения и адаптировать его для лабораторных рентгеновских трубок — ключевой шаг к внедрению в клиническую практику. Об этом пишет сайт Phys.org.