Sinar-X Kontras Tinggi

Peneliti Swiss telah mendemonstrasikan kepraktisan teknik pencitraan sinar-x resolusi tinggi baru yang mengungkapkan struktur halus yang tidak terlihat menggunakan teknik konvensional. Pencitraan sinar-x medan gelap dapat digunakan untuk menghasilkan gambar tulang yang sangat detail dan untuk membedakan antara zat yang terlihat identik dalam gambar sinar-x konvensional, seperti bahan peledak dan keju. Para peneliti sekarang sedang menyelidiki apakah pendekatan mereka juga dapat meningkatkan resolusi teknik pencitraan medis seperti mammogram dan pemindaian computed-tomography (CT).



Sayap panas: Teknik pencitraan x-ray baru (bawah) bergantung pada informasi tentang bagaimana sampel menyebarkan radiasi, memberikan gambar kontras yang lebih tinggi dari tulang di sayap ayam daripada pencitraan x-ray konvensional (atas). Pencitraan sinar-x konvensional bergantung pada informasi tentang bagaimana sayap menyerap radiasi.

Franz Pfeiffer , asisten profesor fisika di Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, di Swiss, yang mengembangkan teknik baru, membandingkan gambar sinar-x konvensional dengan bayangan. Gambar tersebut bergantung pada informasi tentang berapa banyak radiasi yang diserap saat melewati sampel, seperti anggota tubuh pasien. Tetapi interaksi yang lebih kompleks sedang terjadi, kata Pfeiffer, dan semakin banyak informasi yang dapat diperoleh tentang interaksi ini, semakin baik kontras gambarnya. Pencitraan bidang gelap mengukur bagaimana sampel menyebarkan cahaya.





orang-orang berbasis data

Orang-orang ini menunjukkan bahwa Anda dapat melakukan hal-hal dengan sinar-x yang hanya dianggap praktis secara optik [dengan cahaya tampak], kata Richard Lanza , seorang ilmuwan peneliti senior di departemen ilmu dan teknik nuklir MIT.

Sebelumnya, para peneliti termasuk Pfeiffer telah mendemonstrasikan pencitraan medan gelap menggunakan akselerator partikel besar dan mahal yang disebut sinkrotron sebagai sumber sinar-x. Synchrotron menghasilkan sinar x-ray yang sangat terang dan terfokus. Sumber yang kuat seperti itu diperlukan karena optik kristal yang tidak efisien yang digunakan untuk memfokuskan sinar-x ke sampel hanya dapat mengatasi spektrum panjang gelombang yang sempit.

bagian otak mana yang terlibat dalam agresi manusia?

Untuk menggantikan optik kristal yang tidak efisien, Pfeiffer mengembangkan filter silikon yang bekerja dengan spektrum penuh sinar yang dihasilkan oleh tabung sinar-x konvensional berdaya rendah. Filter ini adalah cakram datar silikon yang diukir dengan celah sepanjang 20 mikrometer, beberapa di antaranya diisi dengan emas. Untuk menghasilkan gambar hamburan, kisi-kisi ini ditempatkan di antara sumber sinar-x dan sampel, dan antara sampel dan detektor.



Struktur kecil seperti retakan mikro terlihat bagus dalam gambar ini karena mereka menyebarkan radiasi cukup sedikit, kata Pfeiffer. Hal ini menunjukkan bahwa gambar dapat berguna untuk mendeteksi osteoporosis atau untuk menemukan kekurangan dalam struktur mekanis seperti turbin.

Tepi dan batas lebih jelas dalam gambar bidang gelap, kata Elizabeth Brainerd , seorang ahli biologi evolusioner di Brown University, yang menggunakan sinar-x untuk mempelajari biomekanik tulang. (Lihat Menangkap Evolusi saat Berlari.) Mungkin sulit untuk membedakan tulang dan persendian kecil dalam sinar-x konvensional. Brainerd setuju bahwa gambar medan gelap dapat berguna untuk mendeteksi patah tulang kecil dan taji tulang pada pasien, dan dia bersemangat tentang kemungkinan memperluas teknik Pfeiffer ke CT scan tiga dimensi.

Pendekatan Pfeiffer dapat digunakan untuk meningkatkan sistem keamanan juga. Pencitra x-ray konvensional seperti yang ada di pos pemeriksaan keamanan bandara tidak dapat membedakan berbagai jenis bahan—misalnya, cokelat dan keju tampak identik dengan beberapa bahan peledak. Tetapi keju dan bahan peledak menyebarkan sinar-x secara berbeda, jadi dalam gambar medan gelap Pfeiffer, perbedaan antara kedua bahan terlihat jelas.

Pfeiffer telah mulai membuat CT scan dengan tabung sinar-x konvensional menggunakan teknik peningkatan kontras lain yang ia kembangkan dua tahun lalu, yang disebut kontras fase. Dia mengatakan bahwa dia saat ini bekerja untuk menggabungkan kisi-kisi untuk pencitraan medan gelap ke dalam perangkat CT konvensional. Dia juga berkolaborasi dengan para peneliti di Pusat Pencitraan Biomedis , sebuah lembaga yang dijalankan oleh Universitas Lausanne dan Universitas Jenewa, untuk menentukan apakah pencitraan sinar-x medan gelap dapat digunakan untuk membedakan jaringan sehat dari jaringan kanker. Kanker tidak menyerap sinar-x dengan sangat berbeda dari jaringan sehat, jadi sistem sinar-x yang bergantung pada sifat-sifat lain, seperti hamburan, mungkin menghasilkan mammogram yang lebih baik, misalnya. Kelompok Lanza di MIT juga bekerja untuk mengembangkan pemindai CT pendeteksi kanker yang lebih baik yang menggunakan kombinasi penyerapan dan refraksi untuk kontras dan juga mengandalkan kisi-kisi buatan nano. (Lihat Mengubah Fisika di balik Pencitraan Sinar-X.)



Pencitraan medan gelap telah digunakan selama lebih dari 20 tahun untuk meningkatkan kontras dan resolusi pada mikroskop optik konvensional. Tetapi menerapkan teknik peningkatan kontras yang bekerja dengan baik dengan cahaya tampak ke sinar-x membutuhkan waktu lama, kata Pfeiffer. Sistem seperti itu sekarang hanya mungkin berkat kemajuan dalam fotolitografi dan bertahun-tahun penelitian sains dasar menggunakan sinkrotron, katanya.

sensor google di cina

Pfeiffer membayangkan bahwa sistem pencitraan sinar-x masa depan akan seperti mikroskop cahaya saat ini: mereka akan menggabungkan banyak sistem pelengkap untuk meningkatkan kontras–penyerapan, refraksi, hamburan–dan dokter serta peneliti akan dapat menggunakan kombinasi mana pun yang paling sesuai untuk kondisi tertentu. Sampel.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan