北卡罗来纳州达勒姆——杜克大学的工程师展示了一种原型 X 射线扫描机，它不仅可以显示物体的形状，还可以显示其分子组成。该技术具有前所未有的分辨率和准确性，可以彻底改变癌症手术、病理学、药物检查和地质学等广泛领域。
原型背后的许多想法最初都是为了追求为航空安全执行更好的炸弹检测。在 5 月 19 日在线发表在《科学报告》杂志上的新论文中，研究人员将该技术应用于多种有针对性的科学和医学应用。
“无论你是想发现袋子里的炸弹还是身体里的肿瘤，物理学都或多或少是一样的，”电气和计算机工程副研究教授、医学物理项目教员乔尔格林伯格说。“但从工程的角度来看，两者的限制是非常不同的。我们建造了这个更小、更高分辨率的设备，以证明我们的方法可以用于许多不同的应用。”
该技术是一种混合 X 射线系统，它结合了传统的 X 射线透射射线照相术和 X 射线衍射断层扫描术。前者涉及测量直接穿过物体的 X 射线。后者涉及从从物体散射(或反弹)的 X 射线中收集偏转角和波长信息，这提供了一种该材料原子结构独有的“指纹”。
采用这种技术的障碍之一是散射的 X 射线信号通常非常微弱和复杂。这导致很少有 X 射线在每次捕获图像时到达检测器，这会导致扫描仪为手头工作收集足够数据时的长时间延迟。
杜克大学团队的方法使用编码孔径，这是一种穿孔屏蔽，允许 X 射线以许多不同的角度穿过其孔。诀窍在于知道用于阻挡 X 射线的确切模式，然后计算机可以使用它来处理更大、更复杂的信号。这使研究人员能够在更短的时间内收集足够的偏转 X 射线来识别材料。
在论文中，研究人员开发了一种创建高质量 3D 编码孔径的新方法，设计了一种具有用户界面和紧凑占地面积的端到端新机器，并使用经常使用的现成组件构建了原型在医学影像方面。
标签： X射线扫描仪
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