Hur den böjda kristallen ändrar röntgenstrålarnas riktning. Upphovsman:Tohoku University
Många kommer att genomgå en CT -skanning någon gång i livet - att glida in och ut ur en tunnel när en stor maskin roterar runt. Röntgentomografi, mer känd genom sin förkortning CT, är en allmänt använd metod för att erhålla tvärsnittsbilder av objekt.
Nu har ett forskargrupp - under ledning av Tohoku -universitetets professor Wataru Yashiro - utvecklat en ny metod med intensiv synkrotronstrålning som ger bilder av högre kvalitet inom millisekunder.
Hög hastighet, högupplöst röntgen-CT är för närvarande möjligt med intensiv synkrotronstrålning. Dock, detta kräver att prover roteras med hög hastighet för att få bilder från många håll. Detta skulle göra CT -skanningar mer lik en berg- och dalbana!
Extrem rotation gör det också omöjligt att kontrollera temperaturen eller atmosfären i provet.
Ändå, forskargruppen löste detta problem genom att skapa ett optiskt system som delar upp enstaka synkrotronröntgenstrålar i många. Dessa strålar lyser sedan på provet från olika riktningar samtidigt, därmed förnekar behovet av att rotera provet.
Denna "multi-beam" -metod är ingen lätt uppgift eftersom röntgenstrålningens riktning inte lätt kan ändras. Till skillnad från synligt ljus, Röntgenstrålar interagerar svagt med saker, vilket gör det svårt att använda speglar och prismor för att ändra strålarnas väg.
Till vänster är en projektionsbild erhållen med en exponeringstid på 1 ms medan till höger är en tredimensionell rekonstruktion erhållen från 32 projektionsbilder med en komprimerad avkänningsalgoritm. Upphovsman:Tohoku University
För att övervinna detta, forskargruppen använde mikrotillverkningstekniker för att skapa unikt formade kristaller. Dessa kristaller bockades sedan i form av en hyperbol. Genom att kombinera tre rader kristaller, multi-beam optiken kunde täcka en vinkel på ± 70 °.
Genomföra sina experiment vid SPring-8 synkrotronstrålningsanläggning, forskargruppen utnyttjade en banbrytande komprimerad avkännande algoritm som bara behöver några dussin projektionsbilder för bildrekonstruktion.
"Uppfinningen gör 3D-observationer av levande varelser och flytande prover inom millisekunder möjliga" utropade professor Yashiro. "Dess möjliga tillämpning är vidsträckt, från grundläggande materialvetenskap till biovetenskap till industri, "tillade Yashiro.
