Leistungsstarke 3D-Farb-Röntgenstrahlen für Gesundheit, Sicherheit und geophysikalische Nutzung
Wissenschaftler haben eine Kamera entwickelt, die leistungsfähige dreidimensionale (3D) Röntgenbilder in Farbe aufnehmen kann. Dies könnte die Sicherheitskontrollen auf Flughäfen, medizinische Bildgebung, Flugzeugwartung, industrielle Inspektion und geophysikalische Erkundung radikal verbessern. Entwickelt wurde diese Technologie von Professor Robert Cernik und Kollegen von der Fakultät für Materialwissenschaft an der Universität Manchester. Die Röntgenstrahlen können in fast-Echtzeit ohne Synchrotron-Röntgenquelle erzeugt werden. Sie identifizieren Chemikalien und Verbindungen wie Semtex, Edelmetalle oder radioaktive Materialien. Sie könnten auch im Gesundheitswesen eingesetzt werden und abnormales Gewebe in Biopsien erkennen. In der geophysikalischen Erkundung könnten sie verwendet werden, um den Inhalt von Kernproben aus Bohrungen schnell zu analysieren. Die Ergebnisse der Tests wurden in der Zeitschrift Analyst veröffentlicht Professor Robert Cernik: "Die Tatsache, dass wir nun diese Technologie im Labor verwenden können, ist ein wesentlicher Fortschritt. Als wir vor fünf Jahren die Idee entwickelten, mussten wir ein Synchrotron einsetzen, um die Röntgenstrahlen zu erzeugen. Darüber hinaus hatten wir nur Zugang zu Detektoren auf Siliziumbasis. Dies ist ein Problem, weil Silizium ein leichtes Atom ist und die energiereichen Röntgenstrahlen nicht abbremst, die durch große Objekte dringen. Jetzt können wir dieselben bildgebenden Ergebnisse mit einer 80 x 80-Pixel-Kamera (aus Cadmium-Zink-Tellurid) erzielen, die hyperspektrale Röntgenbildgebung in Echtzeit mit sehr hohen Energien unterstützt." Er fährt fort: "Aktuelle Bildgebungssysteme, wie Spiral-Computertomographen, verwenden nicht alle Informationen, die im Röntgenstrahl enthalten sind. Wir können alle Wellenlängen nutzen, damit sich ein farbiges Röntgenbild in einer Reihe von verschiedenen Abbildungsgeometrien ergibt. Diese Methode wird als hyperspektrale Bildgebung bezeichnet, weil sie zusätzliche Informationen über die Struktur des Materials in jedem Voxel (3D Äquivalent eines Pixels) des 3D-Bildes gibt. Diese zusätzliche Information kann verwendet werden, um das vorliegende Material an jedem Punkt in einem 3D-Bild mit einem Fingerabdruck zu versehen." Diese neue Technik verringert auch die Zeit zur Erstellung eines 3D-Bilds, das vorher auf vielen Einzelbildern aufbaute (Mapping). Mit dem neuen System wird das Bild in einer sehr einfachen Abtastbewegung geschaffen, was nur wenige Minuten dauert. Dies habe Auswirkungen auf die Verwendung der Röntgensysteme für medizinische Zwecke, wie Professor Cernik erklärt: "Die Tatsache, dass das Bild zeitlich genauso aufgenommen werden kann, wie mit herkömmlichen Methoden und auf der gleichen Zeitskala, bedeutet, dass mehr Informationen aus Biopsie-Proben gesammelt werden können. Dadurch lässt sich genauer zwischen normalen und abnormalen Gewebetypen unterscheiden und Fehldiagnosen reduzieren." Professor Cernik sucht nun Industriepartner für gemeinsame Projekte, um die Röntgentechnologie für die jeweilige Anwendung zu verfeinern: Sicherheit, Luft-und Raumfahrt und medizinische Bildgebung. Das Team steht auch kurz davor, die erste Computertomographie (CT) in Farbe zu schaffen, die Diagnosen für eine Reihe von Krankheiten oder die Sicherheit auf Flughäfen verbessern könnte.Weitere Informationen sind abrufbar unter: The University of Manchester http://www.manchester.ac.uk/(öffnet in neuem Fenster)
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Vereinigtes Königreich