Cómo el cristal doblado cambia la dirección de los rayos X. Crédito:Universidad de Tohoku
Muchos se someterán a una tomografía computarizada en algún momento de su vida; se deslizarán dentro y fuera de un túnel mientras una máquina grande gira. Tomografía computarizada de rayos X, más conocido por sus siglas CT, es un método ampliamente utilizado para obtener imágenes transversales de objetos.
Ahora, un equipo de investigación, dirigido por el profesor de la Universidad de Tohoku, Wataru Yashiro, ha desarrollado un nuevo método que utiliza una intensa radiación de sincrotrón que produce imágenes de mayor calidad en milisegundos.
Alta velocidad, Actualmente, es posible realizar una TC de rayos X de alta resolución utilizando una intensa radiación de sincrotrón. Sin embargo, esto requiere que las muestras se giren a alta velocidad para obtener imágenes desde muchas direcciones. ¡Esto haría que las tomografías computarizadas se parezcan más a un viaje en montaña rusa!
La rotación extrema también hace que sea imposible controlar la temperatura o la atmósfera de la muestra.
Sin embargo, el equipo de investigación resolvió este enigma mediante la creación de un sistema óptico que divide los haces de rayos X de un solo sincrotrón en muchos. Estos rayos luego brillan sobre la muestra desde diferentes direcciones al mismo tiempo, negando así la necesidad de rotar la muestra.
Este método de "haces múltiples" no es una tarea fácil, ya que la dirección de los rayos X no se puede cambiar fácilmente. A diferencia de la luz visible, Los rayos X interactúan débilmente con las cosas, lo que dificulta la utilización de espejos y prismas para cambiar la trayectoria de los rayos.
A la izquierda hay una imagen de proyección obtenida con un tiempo de exposición de 1 ms, mientras que a la derecha hay una reconstrucción tridimensional obtenida a partir de 32 imágenes de proyección utilizando un algoritmo de detección comprimida. Crédito:Universidad de Tohoku
Para superar esto, El equipo de investigación utilizó técnicas de microfabricación para crear cristales de formas únicas. Estos cristales se doblaron luego en forma de hipérbola. Combinando tres filas de cristales, la óptica multihaz pudo cubrir un ángulo de ± 70 °.
Llevando a cabo sus experimentos en la instalación de radiación de sincrotrón SPring-8, el equipo de investigación aprovechó un algoritmo de detección de compresión de vanguardia que solo necesita unas pocas docenas de imágenes de proyección para la reconstrucción de imágenes.
"La invención hace posible la observación tridimensional de seres vivos y muestras líquidas en milisegundos", exclamó el profesor Yashiro. "Su posible aplicación está muy extendida, desde la ciencia fundamental de los materiales hasta las ciencias de la vida y la industria, "añadió Yashiro.
