Los científicos han mejorado dramáticamente las tomografías computarizadas

También conocida como microtomografía, la microtomografía (Micro-CT) es una técnica de imagen en 3D que genera imágenes en 3D de la estructura interna de muestras de pequeño tamaño. Generalmente se utiliza para recopilar información sobre la estructura y las características de las selecciones de tejidos y materiales, lo cual es esencial en el diagnóstico y otros análisis.

Los científicos utilizan el método para obtener información sobre la estructura y las características de las muestras de tejidos y materiales, lo cual es esencial en el diagnóstico y otros análisis.

En la actualidad, los científicos de la física biomédica y la biología han mejorado considerablemente la tomografía microcomputadora, más específicamente las imágenes de rayos X de contraste de fase y alto brillo. Desarrollaron una nueva red óptica microestructurada y la combinaron con algoritmos analíticos.

imágenes de rayos X con contraste de fase podría ser prometedor para el estudio de tejidos blandos. Utiliza la refracción de rayos X provocada por las estructuras de la muestra para obtener el contraste de estas estructuras. Muestra el tejido blando con mayor detalle de lo que es posible con los métodos de rayos X convencionales.

Julia Herzen, profesora de física de imágenes biomédicas en la Universidad Técnica de Munich (TUM), dijo: “En muchos métodos de contraste de fase, los componentes ópticos modulan los rayos X en su camino hacia el detector, lo que da como resultado lo que se llama un patrón de difracción en el detector. Al comparar este patrón con y sin la muestra en el haz de rayos X, la refracción de los rayos X en la muestra proporciona información sobre sus características.

“Hasta ahora, se han utilizado estructuras ineficientes como papel de lija y máscaras de absorción para este tipo de modulación, pero mientras tanto, hay disponible una variedad de rejillas ópticas. La función de las nuevas rejillas ópticas se asemeja a la de las lentes pequeñas. Las rejillas concentran los rayos X para formar pequeños puntos. Esto hace que las diferencias de intensidad con y sin la muestra sean mucho más claras y permite que incluso las diferencias más pequeñas en el tejido se vean con mayor detalle.

Usando rayos X de alto brillo, los científicos introdujeron un nuevo método de micro-CT de contraste de fase. Se basa en una nueva matriz óptica llamada Talbot Array Illuminator, un nuevo elemento óptico resistente a los rayos X. Además de ser fácil de producir, el elemento se puede utilizar con diferentes energías.

Gracias a este método, los científicos pudieron utilizar la dosis de radiación de manera más eficiente que los moduladores ordinarios.

El profesor Herzen dijo: “Al combinar nuestro nuevo Talbot Array Illuminator con un nuevo software de análisis optimizado para este propósito, hemos podido mejorar significativamente las imágenes y el análisis con micro-CT. La nueva tecnología es más sensible que los métodos comparables en esta área. Permite representar tejidos blandos con mayor contraste que antes a resoluciones muy altas. La alta sensibilidad es importante, por ejemplo, para detectar pequeñas diferencias en los tejidos blandos.

La tecnología se puede utilizar en:

1. Investigue un espectro particularmente amplio de muestras.
2. Representan materiales de composiciones muy diferentes.
3. Medicina y biología, ciencia de materiales, por ejemplo, en geología.

Profesor Herzen señalado, “A diferencia de los enfoques anteriores, nuestro nuevo método también permite el análisis cuantitativo. Podemos realizar y comparar mediciones absolutas de la densidad electrónica de muestras, sin necesidad de suposiciones de muestras.

Referencia de la revista:

1. Alex Gustschin, Mirko Riedel et al. Imágenes de contraste de fase bidireccional de alta resolución y sensibilidad utilizando iluminadores de matriz Talbot 2D. Óptica 8, 1588-1595 (2021). YO: 10.1364/OPTICA.441004