Çin’deki araştırmacılar tek piksel dedektörü kullanarak objenin spektral görüntüsünü elde etmek için X-Işını Hayalet Görüntüleme olarak bilinen benzer görüntü kullandı. Bu teknik; biyolojik ve tıbbi görüntüleme içeren bir sürü farklı alanda uygulamalar bulabilir.
Farklı geleneksel kameralar, hayalet görüntüleme; nesnenin bir görüntüsünü doğrudan elde edemiyor. Buna karşılık, nesne yansımasının ışığı ya da transmit ve aydınlatma kullanan benek modelinin bir serisi arasındaki ilişkinin görüntüsünü yeniden yapılandırır. Klasik hayalet görüntülemede bu modeller iki ışık tarafından üretildi; referans olarak rol oynayan bir random modelini kodlayan fakat örneği doğrudan incelemeyen bir ışık ve örnek aracılığıyla geçen bir başka ışık. İki ışık nesne hakkında parça kısmi bilgi elde ediyor fakat birisi tek başına görüntünün tamamını şekillendiremiyor.
Maske Modüle Etme
Çin Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü’nden Li-Ming Chen ve Ling-An Wu liderliğindeki araştırmacılar çalışmalarında X-ışığı kaynağından 45 cm ötesinde konumlandırılan ve altından yapılan 2 inçlik kare bir maskede X-ışığı kullanarak modeli modüle etmeye başladı. Araştırmacılar maskeden 1 cm uzakta konumlandırılan örnekleri aracılığıyla ışık, neticelenme sonrasında düzenlendi. Örnek yakınlaştığından sonra, maskede lekeye benzeyen örnekler aracılığıyla X-ışığı modelini tasarladı. Ayrıca kararlılık sağlayan oryantasyon, maskenin 10 mikrometre piksel boyutu ile aynı pratikliğe sahiptir.
İstenmeyen radyasyonu engellemek için araştırmacılar nesne ve dedektör arasına bakırdan yapılma 3 mm inceliğinde kare açıklık ekledi. Verilerini toplamak için, açıklığın 25 cm arkasında “paket” spektrometre yerleştirdiler.
Farklı X-Işığı Enerjilerinin Geniş Yelpazesi
Wu ve meslektaşları, 1.5 keV kararlığa sahip bir örnek aracılığıyla enerjiyi aktardıkça, etkili biçimde ve eş zamanlı olarak çalışan 5*5 mm2′lik sensör; X-ray enerjinin geniş yelpazesini saptadı. Bu tek benek dedektörün anahtar bileşen, bağlı X-ray fotonlarının enerjisine orantılı olarak akım darbesi üreten 1 mm kalınlığındaki kadmiyum tellürid diodtur. Bu analog yoğunluk sinyalleri farklı yüksekliklerin dijital darbelerine dönüştürüldü. Sonrasında, bir enerji spektrumu üretmek için süreç olmadan önce çıkış sinyalleri yeniden şekillendirildi ve güçlendirildi.
Bu spektral bölgelerin tümünü kaydettikten sonra, araştırmacılar maske aracılığıyla nesneler tarafından ışığın farklı şiddetleri arasında aktarılmış korelasyonları ölçerek örneğin X-ışığı hayalet görüntüsünü yapılandırdı. Bu; bilinen ikinci sıradaki korelasyon ve hayalet görüntüleme de rutin bir tekniktir.
Wu; tekniğin, aynı anda birbirini etkilemeden elde edilebildiği spektral ve yoğunluk bilgisinin bulunduğu X-ışığı hayalet görüntülemenin enerji seçiciliğinin ilk ispatı olduğunu söyledi. Beijing grubunun kullandığı X-ışını kaynağı, önceki çalışmalarında kullanmış oldukları senkrotron radyasyon kaynaklarından daha basit. Wu, ” Bizim kaynağımız çok düşük yoğunluğun polikromatik ışınlarını saçan geleneksel masa üzeri X-ışını tüpüdür. Aslında deneyimlerimizde ki anahtar bileşen bizim özel olarak tasarlanmış kazınmış altın modülasyon maskemizdir. Modern mikro üretim teknikleriyle tasarlanmış maske üzerindeki beneklerin çoğunu kazıyabiliriz. Bizimkini, gerçekten 10 mikrometre piksel boyutunda olduğunu doğrulayan SEM (Scanning Electron Microscopy) kullanarak karakterize ettik. ” diyerek açıklamada bulundu.
Tıbbi Görüntüleme İçin İlgi Çekici
Wu, Physics World ‘te geleneksel X-ışını görüntülemeden çok daha düşük miktarda radyasyonlu X-ışını hayalet görüntülemeyi yapabildiğinden beri medikal görüntüleme ve canlı içindeki örneklerin analizi için çekici olması gerektiğini söyledi. Teknik, nesnenin spektral parmak izine göre görüntü elde eder bu yüzden farklı doku katmanları zararsız ve daha kolayca ayırt edilebilir.
Wu ayrıca diğer uygulama alanları arasında maden cevherlerinin ve arkeolojik örneklerin analizinin yer aldığını ekledi.
Beijing ekibinin üyeleri, Çin Fizik Mektupları’nda çalışmalarını raporlayan kişiler, gerçek biyolojik örnekler ve diğer malzemeleri analiz etmek için şu sıralar planlama yapmaktadırlar. Wu, Yıldız nesnelerinden gelen X-ışını nesnelerini analiz etmenin de bir başka olasılık olduğu ekledi.
Kaynak : physicsworld.com