Come il cristallo piegato cambia la direzione dei raggi X. Credito:Università di Tohoku
Molti subiranno una scansione TC ad un certo punto della loro vita, essendo scivolati dentro e fuori da un tunnel mentre una grande macchina ruota intorno. tomografia computerizzata a raggi X, meglio conosciuto con l'acronimo CT, è un metodo ampiamente utilizzato per ottenere immagini in sezione trasversale di oggetti.
Ora un team di ricerca, guidato dal professor Wataru Yashiro dell'Università di Tohoku, ha sviluppato un nuovo metodo che utilizza un'intensa radiazione di sincrotrone che produce immagini di qualità superiore in pochi millisecondi.
Alta velocità, La TC a raggi X ad alta risoluzione è attualmente possibile utilizzando un'intensa radiazione di sincrotrone. Però, ciò richiede che i campioni vengano ruotati ad alta velocità per ottenere immagini da molte direzioni. Ciò renderebbe le scansioni TC più simili a un giro sulle montagne russe!
La rotazione estrema rende inoltre impossibile il controllo della temperatura o dell'atmosfera del campione.
Tuttavia, il team di ricerca ha risolto questo enigma creando un sistema ottico che divide i singoli fasci di raggi X di sincrotrone in molti. Questi fasci poi brillano sul campione da direzioni diverse allo stesso tempo, annullando così la necessità di ruotare il campione.
Questo metodo "multi-raggio" non è un compito facile poiché la direzione dei raggi X non può essere cambiata facilmente. A differenza della luce visibile, I raggi X interagiscono debolmente con le cose, rendendo difficile l'utilizzo di specchi e prismi per modificare il percorso dei raggi.
A sinistra è un'immagine di proiezione ottenuta con un tempo di esposizione di 1 ms mentre a destra è una ricostruzione tridimensionale ottenuta da 32 immagini di proiezione utilizzando un algoritmo di rilevamento compresso. Credito:Università di Tohoku
Per superare questo, il team di ricerca ha utilizzato tecniche di microfabbricazione per creare cristalli dalla forma unica. Questi cristalli sono stati poi piegati a forma di iperbole. Combinando tre file di cristalli, le ottiche multiraggio erano in grado di coprire un angolo di ±70°.
Conducendo i loro esperimenti presso l'impianto di radiazione di sincrotrone SPring-8, il team di ricerca ha sfruttato un algoritmo di rilevamento compresso all'avanguardia che richiede solo poche dozzine di immagini di proiezione per la ricostruzione dell'immagine.
"L'invenzione rende possibili osservazioni 3D di esseri viventi e campioni liquidi in pochi millisecondi", ha esclamato il professor Yashiro. "La sua possibile applicazione è molto diffusa, dalla scienza dei materiali di base alle scienze della vita all'industria, "aggiunse Yashiro.
