সিটি স্ক্যানারে ফোটন-গণনা ডিটেক্টরের প্রবর্তন ক্লিনিকাল সেটিংসে বর্ণালী সিটির উত্থানের পথ প্রশস্ত করেছে। এই ধরনের সিস্টেম উপাদান-নির্দিষ্ট 3D মানচিত্র তৈরি করতে দুই বা ততোধিক এক্স-রে শক্তি নিয়োগ করে। কিন্তু যেহেতু বর্ণালী CT এক্স-রে ক্ষরণের উপর ভিত্তি করে, তাই জৈবিক টিস্যুগুলির মতো দুর্বলভাবে শোষণকারী উপাদানগুলিকে ইমেজ করার সময় এটি কম বৈসাদৃশ্য প্রদর্শন করে। যেমন, হাই-জেড কনট্রাস্ট এজেন্টদের প্রায়ই আগ্রহের কাঠামো হাইলাইট করার জন্য নিযুক্ত করা হয়।
সমান্তরালভাবে, এক্স-রে ফেজ-কন্ট্রাস্ট ইমেজিং আরও ব্যাপকভাবে উপলব্ধ হয়ে উঠছে এবং প্রাক-ক্লিনিকাল এবং ক্লিনিকাল অ্যাপ্লিকেশন উভয়ের জন্যই মনোযোগ আকর্ষণ করছে। ফেজ-কনট্রাস্ট কৌশল, যার মধ্যে অনেকগুলিই টেন্যুয়েশন এবং ফেজ-শিফ্ট মানচিত্র উভয়ই তৈরি করতে পারে, কম-জেড উপাদান যেমন নরম টিস্যুগুলির উচ্চতর দৃশ্যমানতা প্রদান করে।
"স্পেক্ট্রাল সিটি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে কার্যকর প্রমাণিত হয়েছে, উপাদানের পরিমাপ থেকে শুরু করে চিত্র-আর্টফ্যাক্ট হ্রাস পর্যন্ত, যখন ফেজ-কনট্রাস্ট ইমেজিং নরম এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারড টিস্যুগুলির উচ্চতর ভিজ্যুয়ালাইজেশন নিয়ে গর্ব করে," বলেছেন লুকা ব্রম্বল থেকে ট্রিস্টে ইউনিভার্সিটি এবং আইএনএফএন. "এই ঘাঁটিগুলির উপর ভিত্তি করে, আমরা উভয় কৌশলের সম্মিলিত শক্তিগুলিকে কাজে লাগাতে চেয়েছিলাম।"
Brombal এবং সহকর্মী, এছাড়াও থেকে ইউনিভার্সিটি কলেজ লন্ডনের, একটি টমোগ্রাফিক এজ-ইলুমিনেশন সেটআপ ব্যবহার করে বর্ণালী এবং ফেজ-কনট্রাস্ট সিটির প্রথম একীকরণ প্রদর্শন করেছে। প্রকল্প, বর্ণিত মেডিসিন এবং জীববিজ্ঞানে পদার্থবিদ্যা, একটি ইমেজিং সেটআপ তৈরি করা জড়িত যা একটি উপাদান পচন মডেল বাস্তবায়নের পাশাপাশি বর্ণালী এবং ফেজ-কনট্রাস্ট উভয় বৈশিষ্ট্যের সাথে ডেটা অর্জন করতে পারে।
"সম্মিলিত বর্ণালী ফেজ-কন্ট্রাস্ট পদ্ধতির সুবিধাগুলি হল নমুনায় নির্দিষ্ট উপাদান বা যৌগের তিনটি ভর ঘনত্বের মানচিত্র একই সাথে তৈরি করার সম্ভাবনা, যখন সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত, বিশেষত নরম-টিস্যু উপাদানের উন্নতি করে। ফেজ সংবেদনশীলতা, "ব্রম্বল ব্যাখ্যা করে।
উপাদান পচন
দলটি একটি এজ-ইলুমিনেশন ফেজ-কন্ট্রাস্ট সেট-আপ ব্যবহার করেছে, যেখানে মুখোশগুলি নমুনার উভয় পাশে ঘটনা এক্স-রে রশ্মিকে আকার দেয় এবং ডিটেক্টরটিকে বেছে বেছে ব্লক করে। একটি রেফারেন্স আলোকিত বক্ররেখা তৈরি করা হয়েছে যেখানে কোনও নমুনা নেই৷ একবার নমুনাটি ঢোকানো হলে, এই বক্ররেখাটি ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং পার্শ্বীয়ভাবে স্থানচ্যুত হয়, যে পরিবর্তনগুলি তখন টেনেউয়েশন চিত্রগুলি পুনরুদ্ধার করতে এবং নমুনা-প্ররোচিত ফেজ শিফটের গণনা করতে ব্যবহৃত হয়।
এই গবেষণার জন্য, গবেষকরা ইতালীয় সিনক্রোট্রন সুবিধা থেকে সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ নিযুক্ত করেছিলেন বৈদ্যুতিন. যদিও তারা মনে করে যে, প্রচলিত এক্স-রে টিউব ব্যবহার করে ল্যাবরেটরি সেটআপে অনুবাদ করা সহজ হওয়া উচিত। তারা প্রথমে পাঁচটি তরল ভরা প্লাস্টিকের কিউভেট সমন্বিত একটি টেস্ট ফ্যান্টম স্ক্যান করে: ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণ (370 এবং 180 মিলিগ্রাম/মিলি); আয়োডিন দ্রবণ (50 এবং 10 mg/ml, আয়োডিন-ভিত্তিক বৈপরীত্যে ব্যবহৃত ঘনত্বের অনুরূপ); এবং পাতিত জল।
ইমেজিং সিস্টেমটি একটি ছোট-পিক্সেল (62 µm) ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড সেন্সর সহ একটি ফোটন-গণনা ডিটেক্টরের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, যা নিম্ন- এবং উচ্চ-শক্তির বিনে ইনকামিং ফোটন রেকর্ড করতে দুই-রঙের মোডে পরিচালিত হয়। গবেষকরা ফ্যান্টমের টমোগ্রাফিক চিত্রগুলি অর্জন করেছেন, 360° এর উপরে 180টি অনুমান রেকর্ড করেছেন, যার এক্সপোজার সময় প্রতি ধাপে 1.2 সেকেন্ড এবং মোট অধিগ্রহণের সময় 2.9 ঘন্টা।
অ্যাটেন্যুয়েশন এবং ফেজ প্রজেকশন থেকে 3D ভলিউম পুনর্গঠন করার পর, দল তিনটি অ্যালগরিদম ব্যবহার করে উপাদান পচন সম্পাদন করে: বর্ণালী পচন, ইনপুট হিসাবে কম- এবং উচ্চ-শক্তির টেনেউয়েশন পুনর্গঠন ব্যবহার করে; অ্যাটেন্যুয়েশন/ফেজ পচন, এনার্জি বিনগুলিকে যোগ করে প্রাপ্ত ফেজ এবং অ্যাটেন্যুয়েশন পুনর্গঠনে প্রয়োগ করা হয়; এবং বর্ণালী/ফেজ পচন, যা নিম্ন-শক্তি, উচ্চ-শক্তি এবং ফেজ পুনর্গঠন ব্যবহার করে।
বর্ণালী/ফেজ পচন অ্যালগরিদম তিনটির সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করেছে, ইনপুট ফেজ চ্যানেলের কম শব্দের কারণে চ্যানেল জুড়ে কোন সিগন্যাল দূষণ ছাড়াই এবং স্ট্যান্ডার্ড বর্ণালী পচনের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম শব্দ নয় এমন সমস্ত উপাদানকে সঠিকভাবে সনাক্ত করে। এই অ্যালগরিদম জল, আয়োডিন এবং ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণের জন্য যথাক্রমে 1.1%, 1.9% এবং 3.5% RMS ত্রুটি সহ নামমাত্র ভর ঘনত্বের সবচেয়ে কাছাকাছি মান গণনা করে।
বর্ণালী/ফেজ পচনও বর্ণালী পচনের সাথে তুলনা করে, জল চ্যানেলে নয়টির একটি ফ্যাক্টর এবং আয়োডিন চিত্রে 1.3 এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা চিত্রগুলির সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাতকে উন্নত করেছে। উপরন্তু, শুধুমাত্র বর্ণালী/ফেজ পচন তিনটি উপাদানের ঘনত্বের একযোগে পরিমাপ করতে সক্ষম করে।
জৈবিক প্রদর্শনী
জৈবিক নমুনা ব্যবহার করে কৌশলটি যাচাই করার জন্য, গবেষকরা চিত্রিত করেছেন প্রাক্তন ভিভো একটি ল্যাবরেটরি মাউস একটি আয়োডিন-ভিত্তিক ভাস্কুলার কনট্রাস্ট এজেন্ট দিয়ে ময়নাতদন্তকে পারফিউজ করে। তারা 720° এর উপরে 360টি অনুমান অর্জন করেছে, যার মোট এক্সপোজার সময় 5.8 ঘন্টা এবং এর ফলে প্রায় 2 Gy এর রেডিয়েশন ডোজ। তারা ভবিষ্যতের জন্য এটি নোট করুন ভিভোতে মাস্ক ডিজাইন অপ্টিমাইজ করে, বা আরও ডোজ-দক্ষ অধিগ্রহণ স্কিম ব্যবহার করে, অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে বিতরণ করা ডোজ শত শত মিলিগ্রেতে হ্রাস করা যেতে পারে।
উচ্চ-রেজোলিউশনের বিশদ সংরক্ষণের জন্য, গবেষকরা 20 µm দিয়ে মনোযোগ এবং ফেজ চিত্রগুলি পুনর্গঠন করেছেন3 ভক্সেল আকার। স্পেকট্রাল অ্যাটেন্যুয়েশন ইমেজ হাড় (ক্যালসিয়াম মানচিত্র) এবং ভাস্কুলেচার (আয়োডিন মানচিত্র) থেকে সংকেত দেখায়, কিন্তু কোন নরম-টিস্যু সংকেত নেই। ফেজ ইনপুট পুনর্গঠন, ইতিমধ্যে, নরম-টিস্যু স্ট্রাকচার যেমন ত্বকের এবং সাবকুটেনিয়াস স্তর এবং অভ্যন্তরীণ অঙ্গগুলি প্রকাশ করেছে
বর্ণালী/ফেজ অ্যালগরিদম ব্যবহার করে পদার্থের পচন স্পষ্টভাবে ভাস্কুলেচার এবং হাড়কে আলাদা করে, কোন দূষণ সংকেত ছাড়াই, যখন ফেজ চ্যানেল ফরমালিন-স্থির নরম-টিস্যু উপাদানটির ভাল দৃশ্যমানতা প্রদান করে।
মানবদেহের একটি 'গুগল আর্থ' আঁকা
আয়োডিন এবং ক্যালসিয়াম চিত্রগুলির উচ্চ রেজোলিউশন প্রমাণ করে যে সিস্টেমটি 50 µm এর চেয়ে ছোট রক্তনালীগুলিকে ক্যাপচার করতে পারে, সেইসাথে হাড়ের সূক্ষ্ম ট্র্যাবেকুলার গঠন। গবেষকরা বর্ণালী/ফেজ পচনের পরে মাউসের নমুনা পুনর্গঠনের একটি 3D রেন্ডারিং তৈরি করেছেন, যা একই সাথে নরম টিস্যু, হাড় এবং ভাস্কুলেচারকে কল্পনা করে।
পরবর্তী ধাপ, ব্রম্বল বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড, এই কৌশলটিকে একটি প্রুফ-অফ-প্রিন্সিপল স্টাডি থেকে আরও আকর্ষক বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রে অনুবাদ করতে হবে। “আমরা সম্প্রতি অস্টিওআর্টিকুলার গবেষণার বর্ণালী ফেজ-কনট্রাস্ট প্রয়োগের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে একটি নতুন প্রকল্প শুরু করেছি, বিশেষ করে অস্টিওআর্থারাইটিস এবং (পরিমাণগত) ভার্চুয়াল হিস্টোলজির মতো রোগ সনাক্তকরণের প্রেক্ষাপটে, অস্ত্রোপচারের প্রচলিত প্যাথলজিকাল বিশ্লেষণের পাশাপাশি সম্পূরক অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে। টিস্যু নমুনা।"
- এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
- PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
- উত্স: https://physicsworld.com/a/spectral-and-phase-contrast-ct-combine-strengths-to-enhance-x-ray-imaging/
