Новый рентгеновский метод для обнаружения взрывчатых веществ может также идентифицировать опухоли

Новый рентгеновский метод, который работает с алгоритмом глубокого обучения для обнаружения взрывчатых веществ в багаже, может в конечном итоге обнаруживать опасные для жизни опухоли у людей.

Скрытие взрывчатых веществ внутри электронных устройств и других объектов может затруднить их обнаружение с помощью обычных рентгеновских методов. Но, по словам исследователей, новый метод смог обнаружить взрывчатые вещества со 100% точностью в условиях испытаний.

Хотя наиболее очевидным применением был бы поиск бомб и других опасных предметов и веществ в аэропортах, результаты, описанные сегодня в Nature Communications, также могут помочь обнаружить трещины и ржавчину в зданиях и, возможно, их можно будет использовать для идентификации опухоли на ранней стадии.

Команда исследователей из Лондонского университета Лондона спрятала небольшое количество взрывчатых веществ, в том числе Semtex и C4, в электрических устройствах, таких как ноутбуки, фены и мобильные телефоны. Предметы были помещены в сумки вместе с зубными щетками, зарядными устройствами и другими предметами повседневного обихода, чтобы точно воспроизвести сумку путешественника.

В то время как стандартные рентгеновские аппараты поражали объекты ровным полем рентгеновских лучей, команда сканировала пакеты с помощью специального аппарата, содержащего маски, листы металла с отверстиями , которые разделяют лучи на массив. маленькие пучки.

Сканирование внутри сумка. Сверху — обычное, снизу — микрорадианное рассеяние.

Когда лучи проходили через пакет и его содержимое, они рассеивались под углами всего в один микрорадиан (примерно одна 20-тысячная часть одного градуса). Рассеяние анализировалось искусственным интеллектом, обученным распознавать текстуру определенных материалов по определенному шаблону изменения угла.

Искусственный интеллект исключительно хорошо обнаруживает эти материалы, даже если они спрятаны внутри других объектов, – говорит ведущий автор Сандро Оливо из Департамента медицинской физики и биомедицинской инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. "Даже если мы спрячем где-нибудь небольшое количество взрывчатки, потому что среди множества других вещей будет немного текстуры, алгоритм ее найдет."

Традиционный метод (слева) и метод диффузии справа.

Алгоритм смог правильно идентифицировать взрывчатые вещества в каждом эксперименте, проведенном в тестовых условиях, хотя команда признала, что было бы нереалистично ожидать такого высокого уровня точности в более крупных исследованиях, которые больше напоминали бы реальные условия. близко.

По словам команды, этот метод также можно использовать в медицинских целях, в частности для скрининга рака. Хотя исследователям еще предстоит проверить, может ли этот метод успешно отличить текстуру опухоли от окружающей здоровой ткани молочной железы, например, они воодушевлены возможностью обнаружения очень маленьких опухолей, которые могли остаться незамеченными за грудной клеткой пациента. /p>

"Однажды я хотел бы это сделать", – добавляет он. «Если мы добьемся такого же успеха в обнаружении текстуры опухолей, потенциал для ранней диагностики огромен».

"Эта последняя работа, представленная здесь командой UCL, выглядит чрезвычайно многообещающе. Она сочетает в себе новые рентгеновские изображения с искусственным интеллектом и имеет большой потенциал для чрезвычайно сложных задач обнаружения угроз в багаже ​​и приложений неразрушающего контроля, таких как обнаружение трещин", — говорит Кевин Уэллс, доцент Университета Суррея.

"Выявление рака сопряжено с определенным набором проблем, и мы с нетерпением ждем прогресса в этой области в должное время".

Обновление: в статью добавлена ​​более длинная цитата.