Comment le cristal courbé change la direction des rayons X. Crédit :Université du Tohoku
Beaucoup subiront un tomodensitogramme à un moment donné de leur vie – étant glissés dans et hors d'un tunnel alors qu'une grande machine tourne autour. La tomodensitométrie aux rayons X, plus connu sous son acronyme CT, est une méthode largement utilisée pour obtenir des images en coupe d'objets.
Aujourd'hui, une équipe de recherche, dirigée par le professeur de l'Université de Tohoku, Wataru Yashiro, a développé une nouvelle méthode utilisant un rayonnement synchrotron intense qui produit des images de meilleure qualité en quelques millisecondes.
Grande vitesse, La tomodensitométrie à rayons X à haute résolution est actuellement possible en utilisant un rayonnement synchrotron intense. Cependant, cela nécessite que les échantillons soient tournés à grande vitesse pour obtenir des images dans de nombreuses directions. Cela rendrait les tomodensitogrammes plus proches d'un tour de montagnes russes !
Une rotation extrême rend également impossible le contrôle de la température ou de l'atmosphère de l'échantillon.
Néanmoins, l'équipe de recherche a résolu cette énigme en créant un système optique qui divise les faisceaux de rayons X synchrotron en plusieurs. Ces faisceaux éclairent ensuite l'échantillon dans différentes directions en même temps, annulant ainsi la nécessité de faire tourner l'échantillon.
Cette méthode "multi-faisceaux" n'est pas une tâche facile car la direction des rayons X ne peut pas être facilement modifiée. Contrairement à la lumière visible, Les rayons X interagissent faiblement avec les matières, rendant difficile l'utilisation de miroirs et de prismes pour modifier la trajectoire des faisceaux.
A gauche se trouve une image de projection obtenue avec un temps d'exposition de 1 ms tandis qu'à droite se trouve une reconstruction tridimensionnelle obtenue à partir de 32 images de projection à l'aide d'un algorithme de détection compressée. Crédit :Université du Tohoku
Pour surmonter cela, l'équipe de recherche a utilisé des techniques de micro-fabrication pour créer des cristaux de forme unique. Ces cristaux ont ensuite été courbés en forme d'hyperbole. En combinant trois rangées de cristaux, les optiques multifaisceaux ont pu couvrir un angle de ±70°.
Réalisant leurs expériences à l'installation de rayonnement synchrotron SPring-8, l'équipe de recherche a tiré parti d'un algorithme de détection compressé de pointe qui n'a besoin que de quelques dizaines d'images de projection pour la reconstruction d'images.
« L'invention permet d'observer en 3D des êtres vivants et des échantillons liquides en quelques millisecondes », s'est exclamé le professeur Yashiro. « Son application possible est très répandue, de la science fondamentale des matériaux aux sciences de la vie à l'industrie, " ajouta Yashiro.
