Phase-contrast X-ray imaging
فیز کانٹریسٹ ایکس رے امیجنگ یا فیز حساس ایکس رے امیجنگ مختلف تکنیکی طریقوں کے لیے ایک عام اصطلاح ہے جو ایکس رے بیم کے مرحلے میں ہونے والی تبدیلیوں سے متعلق معلومات کا استعمال کرتی ہے جو کسی شے سے گزر کر اس کی تصاویر بناتی ہے۔ معیاری ایکس رے امیجنگ تکنیک جیسے ریڈیوگرافی یا کمپیوٹڈ ٹومیگرافی (سی ٹی) نمونے کو عبور کرتے وقت ایکس رے بیم کی شدت (تخفیف) میں کمی پر انحصار کرتی ہے، جس کی پیمائش براہ راست ایکس رے ڈٹیکٹر کی مدد سے کی جا سکتی ہے۔ تاہم، فیز کے برعکس ایکس رے امیجنگ میں، نمونے کی وجہ سے ہونے والی بیم کی فیز شفٹ کو براہ راست نہیں ماپا جاتا ہے، بلکہ شدت میں تغیرات میں تبدیل کیا جاتا ہے، جسے پھر ڈٹیکٹر کے ذریعے ریکارڈ کیا جا سکتا ہے۔ پروجیکشن امیجز تیار کرنے کے علاوہ، فیز کانٹریسٹ ایکس رے امیجنگ، روایتی ٹرانسمیشن کی طرح، نمونے کے ریفریکٹیو انڈیکس کے حقیقی حصے کی 3D تقسیم حاصل کرنے کے لیے ٹومگرافک تکنیک کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے۔ جب ان نمونوں پر لاگو کیا جاتا ہے جو کم جوہری نمبر Z والے ایٹموں پر مشتمل ہوتے ہیں، تو فیز کانٹرسٹ ایکس رے امیجنگ روایتی ٹرانسمیشن پر مبنی ایکس رے امیجنگ کے مقابلے میں نمونے میں کثافت کے تغیرات کے لیے زیادہ حساس ہوتی ہے۔ یہ بہتر نرم ٹشو کے برعکس کے ساتھ تصاویر کی طرف جاتا ہے۔ پچھلے کئی سالوں میں، مختلف قسم کی فیز کانٹریسٹ ایکس رے امیجنگ تکنیک تیار کی گئی ہیں، یہ سب مختلف اور غیر متفرق لہروں کے درمیان مداخلت کے نمونوں کے مشاہدے پر مبنی ہیں۔ سب سے عام تکنیکیں کرسٹل انٹرفیرومیٹری، پروپیگنڈےشن پر مبنی امیجنگ، اینالائزر پر مبنی امیجنگ، ایج-ایلیومینیشن اور گریٹنگ پر مبنی امیجنگ ہیں (نیچے دیکھیں)۔ 1895 میں ولہیلم کونراڈ رونٹجن نے سب سے پہلے ایکس رے دریافت کیے، یہی وجہ ہے کہ انہیں آج بھی بعض اوقات "رونٹجن رے" کہا جاتا ہے۔ اسے پتہ چلا کہ "نئی قسم کی کرنیں" نظر آنے والی روشنی کے لیے غیر شفاف مواد میں گھسنے کی صلاحیت رکھتی ہیں، اور اس طرح اس نے اپنی بیوی کے ہاتھ کو ظاہر کرتے ہوئے پہلی ایکس رے تصویر ریکارڈ کی۔ انہیں 1901 میں طبیعیات میں پہلا نوبل انعام "ان غیر معمولی خدمات کے اعتراف میں دیا گیا جو انہوں نے ان کے نام پر رکھی گئی قابل ذکر کرنوں کی دریافت کے ذریعے انجام دی ہیں۔" اس کے بعد سے، ایکس رے کو مختلف اشیاء کی اندرونی ساخت کا غیر تباہ کن طور پر تعین کرنے کے لیے ایک انمول آلے کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا، حالانکہ یہ معلومات طویل عرصے تک صرف لہروں کی منتقل شدہ شدت کی پیمائش کے ذریعے حاصل کی جاتی تھیں، اور مرحلے کی معلومات قابل رسائی نہیں تھیں۔ فیز کانٹریسٹ امیجنگ کا اصول عام طور پر فریٹس زرنائیک نے ڈفریکشن گریٹنگز اور مرئی روشنی کے ساتھ اپنے کام کے دوران تیار کیا تھا۔ خوردبین پر ان کے علم کے اطلاق نے انہیں 1953 میں طبیعیات میں نوبل انعام دلایا۔ تب سے فیز کانٹریسٹ مائکروسکوپی آپٹیکل مائکروسکوپی کا ایک اہم شعبہ رہا ہے۔ ایکس رے بیم کے معیار کو بہتر بنانے میں سست پیش رفت اور ایکس رے آپٹکس (لینس) کی عدم دستیابی کی وجہ سے فیز کانٹریسٹ امیجنگ کو مرئی روشنی سے ایکس رے میں منتقل ہونے میں کافی وقت لگا۔ 1970 کی دہائی میں یہ محسوس کیا گیا کہ ہائی انرجی نیوکلیئر فزکس کے تجربات کے لیے بنائے گئے اسٹوریج رنگوں میں گردش کرنے والے چارج شدہ ذرات سے خارج ہونے والی سنکروٹران تابکاری ممکنہ طور پر ایکس رے ٹیوبوں کے مقابلے میں ایکس رے کا بہت زیادہ شدید اور ورسٹائل ذریعہ تھی۔ سنکروٹرونز اور اسٹوریج رنگز کی تعمیر، جس کا واضح مقصد ایکس رے کی تیاری تھا، اور ایکس رے کے لیے نظری عناصر کی ترقی میں پیش رفت ایکس رے فزکس کی مزید ترقی کے لیے بنیادی تھی۔ ایکس رے فزکس میں فیز کانٹریسٹ طریقہ کار کے نفاذ کا اولین کام 1965 میں کارنیل یونیورسٹی، نیویارک کے شعبہ مواد سائنس اور انجینئرنگ، الریچ بونس اور مائیکل ہارٹ نے پیش کیا تھا۔ انہوں نے ایک کرسٹل انٹرفیرومیٹر پیش کیا، جو ایک بڑے اور انتہائی کامل سنگل کرسٹل سے بنایا گیا تھا۔ کم از کم 30 سال بعد جاپانی سائنسدانوں اتسوشی موموز، توہورو تاکڈا اور ساتھی کارکنوں نے اس خیال کو اپنایا اور اسے حیاتیاتی امیجنگ میں استعمال کے لیے بہتر بنایا، مثال کے طور پر نئے سیٹ اپ کنفیگریشن اور فیز ریٹریول تکنیک کی مدد سے فیلڈ آف ویو کو بڑھا کر۔ بونس ہارٹ انٹرفیرومیٹر حیاتیاتی نمونوں میں دیگر فیز کانٹریسٹ تکنیکوں کے مقابلے میں شدت کی زیادہ حساسیت کے کئی آرڈر فراہم کرتا ہے، لیکن یہ روایتی ایکس رے ٹیوبوں کا استعمال نہیں کر سکتا کیونکہ کرسٹل صرف ایکس رے کے ایک بہت ہی تنگ توانائی بینڈ کو قبول کرتے ہیں۔ 2012 میں، ہان وین اور ساتھی کارکنوں نے کرسٹل کو نینومیٹرک فیز گریٹنگز سے تبدیل کرکے ایک قدم آگے بڑھایا۔ گریٹنگز ایک وسیع سپیکٹرم پر ایکس رے کو تقسیم اور براہ راست کرتی ہیں، اس طرح ایکس رے ماخذ کی بینڈوتھ پر پابندی ختم ہو جاتی ہے۔ انہوں نے ایک گریٹنگ بونس ہارٹ انٹرفیرومیٹر کے ساتھ حیاتیاتی نمونوں میں ایکس رے کے سب نینوریڈین ریفریکٹیو موڑ کا پتہ لگایا۔ ایک ہی وقت میں، کرسٹل انٹرفیرومیٹری کے مسائل پر قابو پانے کے مقصد سے فیز کانٹریسٹ امیجنگ کے دو مزید نقطہ نظر سامنے آئے۔ پروپیگنڈے پر مبنی امیجنگ تکنیک بنیادی طور پر گرینوبل، فرانس میں ای ایس آر ایف (یورپی سنکروٹرون ریڈی ایشن فیسیلٹی) کے گروپ کے ذریعہ متعارف کرائی گئی تھی، اور یہ "فریسنل فرنجز" کا پتہ لگانے پر مبنی تھی جو فری اسپیس پروپیگنڈے میں بعض حالات میں پیدا ہوتی ہے۔ تجرباتی سیٹ اپ ایک ایکس رے ماخذ کی ان لائن ترتیب، ایک نمونہ اور ایک ڈٹیکٹر پر مشتمل تھا اور اس میں کسی نظری عناصر کی ضرورت نہیں تھی۔ یہ تصوراتی طور پر 1948 میں ہولوگرافی پر ڈینس گابر کے انقلابی کام کے سیٹ اپ سے ملتا جلتا تھا۔ تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ نامی ایک متبادل نقطہ نظر کو پہلی بار 1995 میں وکٹر انگال اور ایلینا بیلیووسکایا نے سینٹ پیٹرزبرگ، روس میں ایکس رے لیبارٹری میں اور ٹم ڈیوس اور سی ایس آئی آر او (کامن ویلتھ سائنٹیفک اینڈ انڈسٹریل ریسرچ آرگنائزیشن) ڈویژن آف میٹریل سائنس اینڈ ٹیکنالوجی میں ساتھیوں نے دریافت کیا تھا۔ کلیٹن، آسٹریلیا میں۔ یہ طریقہ بریگ کرسٹل کو کونیی فلٹر کے طور پر استعمال کرتا ہے تاکہ ڈیٹیکٹر پر بریگ کی حالت کو پورا کرنے والے بیم کے صرف ایک چھوٹے حصے کی عکاسی کی جا سکے۔ اس طریقہ کار کی پیشرفت میں اہم شراکت ڈین چیپ مین، ژونگ ژونگ اور ولیم تھاملنسن کی تحقیقی ٹیموں کے امریکی تعاون سے کی گئی ہے، مثال کے طور پر الٹرا چھوٹے زاویے کے بکھرنے کی وجہ سے اضافی سگنل نکالنا اور تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ کے ساتھ بنائی گئی پہلی سی ٹی امیج۔ تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ کا ایک متبادل، جو کرسٹل کے استعمال کی ضرورت کے بغیر مساوی نتائج فراہم کرتا ہے، الیسنڈرو اولیو اور ساتھی کارکنوں نے اٹلی کے ٹریسٹے میں ایلیٹرا سنکروٹرون میں تیار کیا تھا۔ یہ طریقہ، جسے "ایج-ایلیومینیشن" کہا جاتا ہے، خود ڈٹیکٹر پکسلز کے فزیکل ایج کا استعمال کرتے ہوئے ایکس رے کی سمت میں ایک عمدہ انتخاب چلاتا ہے، اسی لیے یہ نام ہے۔ بعد میں اولیو نے یونیورسٹی کالج لندن میں رابرٹ اسپیلر کے تعاون سے روایتی ایکس رے ذرائع کے ساتھ استعمال کے لیے طریقہ کار کو ڈھال لیا، جس سے طبی اور دیگر ایپلی کیشنز میں ترجمہ کی راہ کھل گئی۔ پیٹر منرو (یو سی ایل سے بھی) نے لیب پر مبنی نقطہ نظر کی ترقی میں خاطر خواہ تعاون کیا، یہ ظاہر کرتے ہوئے کہ یہ عملی طور پر کوئی ہم آہنگی کی ضروریات کو عائد نہیں کرتا ہے اور اس کے باوجود، یہ اب بھی مکمل طور پر مقداری ہے۔ یہاں زیر بحث تازہ ترین نقطہ نظر نام نہاد گریٹنگ پر مبنی امیجنگ ہے، جو ٹالبوٹ اثر کا استعمال کرتا ہے، جسے ہنری فاکس ٹالبوٹ نے 1836 میں دریافت کیا تھا۔ یہ سیلف امیجنگ اثر ڈفریکشن گریٹنگ کے نیچے کی طرف ایک مداخلت کا نمونہ بناتا ہے۔ ایک خاص فاصلے پر یہ نمونہ بالکل گریٹنگ کی ساخت سے ملتا جلتا ہے اور ایک ڈٹیکٹر کے ذریعے ریکارڈ کیا جاتا ہے۔ مداخلت کے نمونے کی پوزیشن کو بیم میں کسی شے کو لا کر تبدیل کیا جا سکتا ہے، جو فیز شفٹ کو جنم دیتا ہے۔ مداخلت کے نمونے کی اس نقل مکانی کو دوسری گریٹنگ کی مدد سے ماپا جاتا ہے، اور تعمیر نو کے کچھ طریقوں سے، ریفریکٹیو انڈیکس کے حقیقی حصے کے بارے میں معلومات حاصل کی جاتی ہیں۔ نام نہاد ٹیلبوٹ-لاؤ انٹرفیرومیٹر ابتدائی طور پر ایٹم انٹرفیرومیٹری میں استعمال کیا گیا تھا، مثال کے طور پر 1994 میں جان ایف کلازر اور شفانگ لی نے۔ سنکروٹرون ذرائع کا استعمال کرتے ہوئے پہلے ایکس رے گریٹنگ انٹرفیرومیٹر کرسچن ڈیوڈ اور ویلنگن، سوئٹزرلینڈ میں پال شیرر انسٹی ٹیوٹ (پی ایس آئی) کے ساتھیوں اور ٹوکیو یونیورسٹی سے اتسوشی موموز کے گروپ نے تیار کیے تھے۔ 2005 میں، ایک دوسرے سے آزادانہ طور پر، ڈیوڈ اور موموس دونوں کے گروپ نے کمپیوٹڈ ٹومیگرافی کو گریٹنگ انٹرفیرومیٹری میں شامل کیا، جسے گریٹنگ پر مبنی امیجنگ کی ترقی میں اگلے سنگ میل کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ 2006 میں، ایک اور بڑی پیشرفت فرانز فائیفر اور ساتھی کارکنوں کے ذریعہ روایتی لیبارٹری ایکس رے ٹیوبوں میں گریٹنگ پر مبنی تکنیک کی منتقلی تھی، جس نے طبی استعمال کے لیے تکنیک کی صلاحیت کو کافی حد تک بڑھا دیا۔ تقریبا دو سال بعد فرانز فیفر کے گروپ نے بھی اپنے تجربات سے ایک اضافی سگنل نکالنے میں کامیابی حاصل کی۔ نام نہاد "ڈارک فیلڈ سگنل" نمونے کے سوراخ دار مائیکرو اسٹرکچر کی وجہ سے بکھرنے کی وجہ سے ہوا اور "مائکرو میٹر اور سب مائیکرو میٹر لمبائی کے پیمانے پر نمونے کے بارے میں تکمیلی اور بصورت دیگر ناقابل رسائی ساختی معلومات" فراہم کی۔ اسی وقت، ہان وین اور یو ایس نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف ہیلتھ کے ساتھی کارکن بکھرے ہوئے ("ڈارک فیلڈ") تصویر کو حاصل کرنے کے لیے ایک بہت آسان گریٹنگ تکنیک پر پہنچے۔ انہوں نے گرڈ کا ایک واحد پروجیکشن اور "سنگل شاٹ فورئیر تجزیہ" کے نام سے سگنل نکالنے کے لیے ایک نیا نقطہ نظر استعمال کیا۔ حال ہی میں، گریٹنگ پر مبنی تکنیک کو بہتر بنانے کے لیے بہت ساری تحقیق کی گئی: ہان وین اور ان کی ٹیم نے جانوروں کی ہڈیوں کا تجزیہ کیا اور پتہ چلا کہ ڈارک فیلڈ سگنل کی شدت گرڈ کی واقفیت پر منحصر ہے اور یہ ہڈیوں کی ساخت کی انیسوٹروپی کی وجہ سے ہے۔ انہوں نے ایکس رے ماخذ کی الیکٹرانک اسکیننگ کے ساتھ گریٹنگز کی مکینیکل اسکیننگ کو تبدیل کرکے بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کی طرف نمایاں پیش رفت کی۔ گریٹنگ پر مبنی فیز کانٹریسٹ سی ٹی فیلڈ کو ڈارک فیلڈ سگنل اور ٹائم ریزولیوڈ فیز کانٹریسٹ سی ٹی کی ٹومگرافک امیجز کے ذریعے بڑھایا گیا تھا۔ مزید برآں، گریٹنگ پر مبنی فیز کانٹریسٹ ایکس رے امیجنگ کا استعمال کرتے ہوئے پہلے پری کلینیکل مطالعات شائع کیے گئے۔ مارکو اسٹیمپانونی اور ان کے گروپ نے "تفریق مرحلے کے برعکس میموگرافی" کے ساتھ مقامی چھاتی کے بافتوں کا معائنہ کیا، اور ڈین اسٹٹمین کی قیادت میں ایک ٹیم نے ہاتھ کے چھوٹے جوڑوں کے لیے گریٹنگ پر مبنی امیجنگ کا استعمال کرنے کا طریقہ معلوم کیا۔ حال ہی میں، گریٹنگ پر مبنی امیجنگ میں ایک اہم پیش رفت وین اور ساتھیوں کے ذریعے فیز موائر اثر کی دریافت کی وجہ سے ہوئی۔ اس کی وجہ سے ٹالبوٹ سیلف امیجنگ رینج سے باہر انٹرفیرومیٹری ہوئی، جس میں صرف فیز گریٹنگز اور روایتی ذرائع اور ڈٹیکٹرز کا استعمال کیا گیا۔ ایکس رے فیز گریٹنگز کو بہت عمدہ ادوار کے ساتھ بنایا جا سکتا ہے، اس طرح کم تابکاری کی خوراکوں پر امیجنگ کو اعلی حساسیت حاصل کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ جسمانی اصول روایتی ایکس رے امیجنگ ایکس رے بیم میں کسی شے کی وجہ سے ہونے والی شدت میں کمی کا استعمال کرتی ہے اور تابکاری کو جیومیٹریکل آپٹکس کی طرح شعاعوں کے طور پر مانا جاتا ہے۔ لیکن جب ایکس رے کسی شے سے گزرتے ہیں تو نہ صرف ان کا طول و عرض بلکہ ان کا مرحلہ بھی بدل جاتا ہے۔ سادہ شعاعوں کے بجائے ایکس رے کو برقی مقناطیسی لہروں کے طور پر بھی مانا جا سکتا ہے۔ اس کے بعد کسی شے کو اس کے پیچیدہ اضطراری اشاریہ (cf. ): یہ اصطلاح ریفریکٹیو انڈیکس کے حقیقی حصے میں کمی ہے، اور خیالی حصہ جذب انڈیکس یا معدومیت گتانک کو بیان کرتا ہے۔ نوٹ کریں کہ نظری روشنی کے برعکس، اضطراری اشاریہ کا حقیقی حصہ اتحاد سے کم لیکن قریب ہے، یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ ایکس رے سپیکٹرم عام طور پر الیکٹرانوں کے پابند ہونے سے وابستہ مختلف گونج کے اعلی تعدد والے حصے پر ہوتا ہے۔ شے کے اندر مرحلے کی رفتار روشنی کی رفتار سے بڑی ہوتی ہے۔ اس سے میڈیم میں ایکس رے کا رویے مرئی روشنی کے مقابلے میں مختلف ہوتا ہے (جیسے۔ اضطراری زاویوں کی منفی اقدار ہوتی ہیں) لیکن یہ اضافیت کے قانون سے متصادم نہیں ہے، جس کے لیے ضروری ہے کہ صرف معلومات لے جانے والے اشارے سی سے زیادہ تیزی سے سفر نہ کریں۔ اس طرح کے اشارے گروپ کی رفتار کے ساتھ حرکت کرتے ہیں، مرحلے کی رفتار کے ساتھ نہیں، اور یہ دکھایا جا سکتا ہے کہ گروپ کی رفتار حقیقت میں سی سے کم ہے۔ لہر کے رویے پر اضطراب کے اشاریہ کے اثر کو ایک مقررہ اضطراری اشاریہ کے ساتھ من مانی میڈیم میں پھیلی ہوئی لہر سے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ سادگی کی وجہ سے، یہاں ایک یک رنگ طیارہ لہر فرض کی گئی ہے جس میں کوئی پولرائزیشن نہیں ہے۔ لہر میڈیم کی سطح پر نارمل سمت میں پھیلتی ہے، جسے اس مثال میں z کا نام دیا گیا ہے (دائیں طرف کی شکل دیکھیں)۔ خلا میں اسکیلر ویو فنکشن ہے۔ میڈیم کے اندر، کونیی لہر کی تعداد سے بدل جاتی ہے۔ اب لہر کو اس طرح بیان کیا جا سکتا ہے:، فیز شفٹ کہاں ہے اور یہ لہر کے طول و عرض کو کم کرنے والا ایک ایکسپونینشل ڈیک عنصر ہے۔ زیادہ عام اصطلاحات میں، فاصلے z کو پھیلانے والی بیم کی کل فیز شفٹ کا حساب انٹیگرل کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے، جہاں واقع ایکس رے بیم کی طول موج ہے۔ اس فارمولے کا مطلب یہ ہے کہ فیز شفٹ امیجنگ کی سمت میں ریفریکٹیو انڈیکس کے حقیقی حصے میں کمی کا تخمینہ ہے۔ یہ ٹومگرافک اصول کی ضرورت کو پورا کرتا ہے، جس میں کہا گیا ہے کہ "تعمیر نو الگورتھم کے لیے ان پٹ ڈیٹا ایک مقدار f کا پروجیکشن ہونا چاہیے جو نمونے کے اندر ساختی معلومات فراہم کرتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، فیز کانٹریسٹ امیجنگ میں ریفریکشن انڈیکس کے حقیقی حصے کے نقشے کو فلٹرڈ بیک پروجیکشن جیسی معیاری تکنیکوں کے ساتھ دوبارہ تعمیر کیا جا سکتا ہے جو روایتی ایکس رے کمپیوٹڈ ٹومگرافی سے مطابقت رکھتا ہے جہاں ریفریکشن انڈیکس کے خیالی حصے کا نقشہ حاصل کیا جا سکتا ہے۔ نمونے کی مرکب کاری کے بارے میں معلومات حاصل کرنے کے لیے، بنیادی طور پر نمونے کی کثافت کی تقسیم، کسی کو اضطراری اشاریہ کے لیے ناپی گئی اقدار کو نمونے کے اندرونی پیرامیٹرز سے جوڑنا پڑتا ہے، ایسا تعلق درج ذیل فارمولوں کے ذریعے دیا جاتا ہے:، جہاں جوہری نمبر کی کثافت، جذب کراس سیکشن، لہر ویکٹر کی لمبائی اور، جہاں فیز شفٹ کراس سیکشن ہے۔ جذب کناروں سے دور (جذب کراس سیکشن میں چوٹیوں کی وجہ سے کسی فوٹون کے جذب ہونے کے امکانات میں اضافہ ہوتا ہے جس کی تعدد میڈیم کی گونج تعدد کے قریب ہوتی ہے)، منتشر ہونے کے اثرات کو نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔ یہ روشنی کے عناصر (جوہری نمبر Z <40) کا معاملہ ہے جو انسانی ٹشو کے اجزاء اور 20 KeV سے اوپر کی ایکس رے توانائیاں ہیں، جو عام طور پر میڈیکل امیجنگ میں استعمال ہوتی ہیں۔ ان حالات کو فرض کرتے ہوئے، جذب کراس سیکشن کو تقریبا اس طرح بیان کیا جاتا ہے جہاں 0.02 بارن میں دیا گیا ایک مستقل ہے، ذرہ تعامل کراس سیکشن ایریا کی عام اکائی، لہر ویکٹر کی لمبائی، 1 اینگسٹروم کی طول موج کے ساتھ لہر ویکٹر کی لمبائی اور جوہری نمبر۔ فیز شفٹ کراس سیکشن کے لیے ان شرائط کے تحت درست فارمولا یہ ہے: جوہری نمبر، لہر ویکٹر کی لمبائی، اور کلاسیکی الیکٹران رداس کہاں ہے۔ اس کے نتیجے میں اضطراب کے پیچیدہ اشاریہ کے دو حصوں کے لیے درج ذیل تاثرات سامنے آتے ہیں: اوپر دیے گئے فارمولوں میں انسانی بافتوں کی مخصوص اقدار داخل کرنے سے ظاہر ہوتا ہے کہ عام طور پر تشخیصی ایکس رے کی حد سے زیادہ شدت کے تین آرڈر ہوتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ٹشو کے ذریعے پھیلنے والے ایکس رے بیم کی فیز شفٹ شدت میں ہونے والے نقصان سے بہت بڑی ہو سکتی ہے اس طرح فیز کانٹراسٹ ایکس رے امیجنگ جذب امیجنگ کے مقابلے ٹشو میں کثافت کے تغیرات کے لیے زیادہ حساس ہو جاتی ہے۔ متناسبیت کی وجہ سے، روایتی جذب کے برعکس مرحلے کے برعکس کا فائدہ بڑھتی ہوئی توانائی کے ساتھ بھی بڑھتا ہے۔ مزید برآں، چونکہ فیز کانٹریسٹ امیج کی تشکیل نمونے میں ایکس رے کے جذب سے اندرونی طور پر منسلک نہیں ہے، اس لیے جذب شدہ خوراک کو ممکنہ طور پر زیادہ ایکس رے توانائیوں کا استعمال کرکے کم کیا جا سکتا ہے۔ جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، مرئی روشنی کے حوالے سے، اضطراری اشاریہ n کا حقیقی حصہ اتحاد سے مضبوطی سے ہٹ سکتا ہے (مرئی روشنی میں شیشے کا n 1.5 سے 1.8 تک ہوتا ہے) جبکہ مختلف ذرائع ابلاغ میں ایکس رے کے لیے اتحاد سے انحراف عام طور پر 10−5 کی ترتیب کا ہوتا ہے۔ اس طرح، سنیل کے فارمولے کے ساتھ حساب کیے گئے دو آئسوٹروپک میڈیا کے درمیان باؤنڈری پر پیدا ہونے والے ریفریکشن اینگل بھی بہت چھوٹے ہوتے ہیں۔ اس کا نتیجہ یہ ہے کہ ٹشو کے نمونے سے گزرنے والے ایکس رے کے اضطراری زاویوں کا براہ راست پتہ نہیں لگایا جا سکتا اور عام طور پر ان کا تعین بالواسطہ طور پر "اضطراری اشاریہ کے حقیقی حصے کے مقامی تغیرات سے پیدا ہونے والی متفرق اور غیر متفرق لہروں کے درمیان مداخلت کے نمونے کے مشاہدے" سے کیا جاتا ہے۔ تجرباتی احساس کرسٹل انٹرفیرومیٹری، جسے بعض اوقات ایکس رے انٹرفیرومیٹری بھی کہا جاتا ہے، تجرباتی احساس کے لیے استعمال ہونے والا سب سے قدیم لیکن سب سے پیچیدہ طریقہ ہے۔ یہ لاؤ جیومیٹری میں تین بیم اسپلٹرز پر مشتمل ہے جو ایک دوسرے کے متوازی ہیں۔ (دائیں طرف کی شکل دیکھیں) واقع بیم، جسے عام طور پر پہلے ایک مونوکرومیٹر (بریگ کرسٹل) کے ذریعے ملایا اور فلٹر کیا جاتا ہے، لاؤ ڈفریکشن کے ذریعے پہلے کرسٹل (ایس) پر دو مربوط بیموں میں تقسیم کیا جاتا ہے، ایک حوالہ بیم جو غیر متزلزل رہتا ہے اور ایک بیم نمونے سے گزرتا ہے۔ دوسرا کرسٹل (ٹی) ٹرانسمیشن آئینے کے طور پر کام کرتا ہے اور بیموں کو ایک دوسرے کی طرف یکجا کرنے کا سبب بنتا ہے۔ دونوں بیم تیسرے کرسٹل (اے) کے سطح پر ملتے ہیں، جسے بعض اوقات تجزیہ کار کرسٹل کہا جاتا ہے، اور ایک مداخلت کا نمونہ بناتے ہیں جس کی شکل نمونے کی وجہ سے دونوں بیموں کے درمیان نظری راستے کے فرق پر منحصر ہوتی ہے۔ اس مداخلت کے نمونے کا پتہ تجزیہ کار کرسٹل کے پیچھے ایک ایکس رے ڈٹیکٹر سے لگایا جاتا ہے۔ نمونے کو گردش کے مرحلے پر رکھ کر اور مختلف زاویوں سے پروجیکشن ریکارڈ کرکے، ریفریکٹیو انڈیکس کی 3D-تقسیم اور اس طرح نمونے کی ٹومگرافک تصاویر کو دوبارہ حاصل کیا جا سکتا ہے۔ نیچے دیے گئے طریقوں کے برعکس، کرسٹل انٹرفیرومیٹر کے ساتھ فیز خود ناپا جاتا ہے نہ کہ اس کا کوئی مقامی متبادل۔ مداخلت کے نمونوں سے فیز شفٹ کو بازیافت کرنے کے لیے فیز اسٹیپنگ یا فرنج اسکیننگ نامی ایک تکنیک استعمال کی جاتی ہے: حوالہ بیم میں ایک فیز شفٹر (پچر کی شکل کے ساتھ) متعارف کرایا جاتا ہے۔ فیز شفٹر باقاعدہ وقفوں کے ساتھ سیدھے مداخلت کے کنارے پیدا کرتا ہے ؛ جسے کیریئر کے کنارے کہا جاتا ہے۔ جب نمونے کو دوسرے بیم میں رکھا جاتا ہے، تو کیریئر کے کنارے بے گھر ہو جاتے ہیں۔ نمونے کی وجہ سے ہونے والی فیز شفٹ کیریئر کے کناروں کی نقل مکانی سے مطابقت رکھتی ہے۔ حوالہ بیم کی مختلف شفٹوں کے لیے کئی مداخلت کے نمونے ریکارڈ کیے جاتے ہیں اور ان کا تجزیہ کرکے مرحلے کی معلومات ماڈیولو 2 کو نکالا جا سکتا ہے۔ مرحلے کی اس ابہام کو فیز ریپنگ ایفیکٹ کہا جاتا ہے اور اسے نام نہاد "فیز ان ریپنگ تکنیک" کے ذریعے دور کیا جا سکتا ہے۔ ان تکنیکوں کا استعمال اس وقت کیا جا سکتا ہے جب تصویر کا سگنل سے شور کا تناسب کافی زیادہ ہو اور مرحلے میں تغیر بہت اچانک نہ ہو۔ فریج اسکیننگ طریقہ کار کے متبادل کے طور پر، فورئیر-ٹرانسفارم طریقہ کار کو صرف ایک انٹرفیروگرام کے ساتھ فیز شفٹ کی معلومات نکالنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اس طرح نمائش کا وقت کم ہو جاتا ہے، لیکن اس میں کیریئر فریجز کے فاصلے کے ذریعے مقامی ریزولوشن کو محدود کرنے کا نقصان ہوتا ہے۔ ایکس رے انٹرفیرومیٹری کو 4 طریقوں میں سے فیز شفٹ کے لیے سب سے زیادہ حساس سمجھا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ایم جی/سی ایم 3 کی حد میں سب سے زیادہ کثافت کا حل فراہم ہوتا ہے۔ لیکن اس کی اعلی حساسیت کی وجہ سے، مضبوط فیز شفٹنگ نمونے سے پیدا ہونے والے کنارے ناقابل حل ہو سکتے ہیں۔ اس مسئلے پر قابو پانے کے لیے حال ہی میں "کوہرنس-کانٹرسٹ ایکس رے امیجنگ" نامی ایک نیا نقطہ نظر تیار کیا گیا ہے، جہاں فیز شفٹ کے بجائے نمونے کی وجہ سے ہونے والی کوہرنس کی ڈگری کی تبدیلی تصویر کے برعکس کے لیے متعلقہ ہے۔ اس طریقہ کار کے مقامی ریزولوشن کی ایک عمومی حد تجزیہ کار کرسٹل میں دھندلاپن کے ذریعے دی جاتی ہے جو متحرک اضطراب سے پیدا ہوتا ہے، یعنی۔ نمونے میں اضطراب کی وجہ سے بیم کا کونیی انحراف کرسٹل میں تقریبا دس ہزار گنا بڑھ جاتا ہے، کیونکہ کرسٹل کے اندر بیم کا راستہ اس کے واقعے کے زاویے پر مضبوطی سے منحصر ہوتا ہے۔ تجزیہ کار کرسٹل کو پتلا کرکے اس اثر کو کم کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر۔ 40 میٹر کی تجزیہ کار موٹائی کے ساتھ تقریبا 6 میٹر کی ریزولوشن کا حساب لگایا گیا۔ متبادل طور پر لاؤ کرسٹل کو بریگ کرسٹل سے تبدیل کیا جا سکتا ہے، اس لیے بیم کرسٹل سے نہیں گزرتا بلکہ سطح پر جھلکتا ہے۔ طریقہ کار کی ایک اور رکاوٹ سیٹ اپ کے بہت زیادہ استحکام کی ضرورت ہے۔ کرسٹل کی صف بندی بہت درست ہونی چاہیے اور بیموں کے درمیان راستے کی لمبائی کا فرق ایکس رے کی طول موج سے کم ہونا چاہیے۔ اس کو حاصل کرنے کے لیے انٹرفیرومیٹر عام طور پر دو نالی کاٹ کر سلکان کے انتہائی کامل سنگل بلاک سے بنایا جاتا ہے۔ یک سنگی پیداوار سے تینوں کرسٹل کے درمیان بہت اہم مقامی جالی کی ہم آہنگی کو نسبتا اچھی طرح سے برقرار رکھا جا سکتا ہے لیکن یہ دیکھنے کے میدان کو چھوٹے سائز تک محدود کرتا ہے، (مثال کے طور پر۔ 6 انچ کی انگوٹی کے لیے 5 سینٹی میٹر x 5 سینٹی میٹر) اور چونکہ نمونہ عام طور پر بیم کے راستوں میں سے کسی ایک میں رکھا جاتا ہے اس لیے نمونے کا سائز بھی سلکان بلاک کے سائز سے محدود ہوتا ہے۔ حال ہی میں تیار کردہ ترتیبات، ایک کے بجائے دو کرسٹل کا استعمال کرتے ہوئے، دیکھنے کے میدان کو کافی بڑھاتے ہیں، لیکن مکینیکل عدم استحکام کے لیے اور بھی زیادہ حساس ہوتے ہیں۔ کرسٹل انٹرفیرومیٹر کی ایک اور اضافی مشکل یہ ہے کہ لاؤ کرسٹل زیادہ تر آنے والی تابکاری کو فلٹر کرتے ہیں، اس طرح زیادہ بیم کی شدت یا بہت طویل نمائش کے اوقات کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ طریقہ کار کے استعمال کو انتہائی شاندار ایکس رے ذرائع جیسے سنکروٹرون تک محدود کرتا ہے۔ سیٹ اپ پر موجود رکاوٹوں کے مطابق کرسٹل انٹرفیرومیٹر چھوٹے نمونوں کی ہائی ریزولوشن امیجنگ کے لیے بہترین کام کرتا ہے جو چھوٹے یا ہموار مرحلے کے میلان کا سبب بنتا ہے۔ گریٹنگ بونس ہارٹ (انٹرفیرومیٹری) کچھ بنیادی حدود کے بغیر کرسٹل بونس ہارٹ انٹرفیرومیٹری کی اعلی حساسیت حاصل کرنے کے لیے، یک سنگی کرسٹل کو نینومیٹرک ایکس رے فیز شفٹ گریٹنگز سے تبدیل کر دیا گیا ہے۔ اس طرح کے پہلے گریٹنگز میں 200 سے 400 نینو میٹر کے ادوار ہوتے ہیں۔ وہ عام ایکس رے ٹیوبوں کے وسیع توانائی سپیکٹرم پر ایکس رے بیم کو تقسیم کر سکتے ہیں۔ اس تکنیک کا بنیادی فائدہ یہ ہے کہ یہ آنے والے زیادہ تر ایکس رے کا استعمال کرتا ہے جو کرسٹل کے ذریعے فلٹر کیے گئے ہوتے۔ کیونکہ صرف فیز گریٹنگز کا استعمال کیا جاتا ہے، گریٹنگ کی بناوٹ ان تکنیکوں کے مقابلے میں کم مشکل ہے جو جذب گریٹنگز کا استعمال کرتی ہیں۔ پہلا گریٹنگ بونس ہارٹ انٹرفیرومیٹر (جی بی ایچ) 22.5 کے وی فوٹون توانائی اور 1.5 فیصد سپیکٹرم بینڈوتھ پر کام کرتا تھا۔ آنے والی بیم کو چند دسیوں مائکرو میٹر کے ٹکڑوں سے اس طرح تشکیل دیا جاتا ہے کہ ٹرانسورس کوہرنس کی لمبائی گریٹنگ پیریڈ سے زیادہ ہو۔ انٹرفیرومیٹر تین متوازی اور مساوی فاصلے والے فیز گریٹنگز اور ایک ایکس رے کیمرے پر مشتمل ہوتا ہے۔ انسیٹنٹ بیم کو پیریڈ 2 پی کی پہلی گریٹنگ کے ذریعے دو بیموں میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ ان کو پیریڈ P کی دوسری گریٹنگ سے چار بیموں میں مزید الگ کیا جاتا ہے۔ چار میں سے دو پیریڈ 2 پی کی تیسری گریٹنگ میں ضم ہو جاتے ہیں۔ ہر ایک کو تیسری گریٹنگ سے مزید الگ کیا جاتا ہے۔ متعدد ڈفریکٹڈ بیموں کو کافی فاصلے تک پھیلانے کی اجازت ہے تاکہ کیمرے پر مختلف ڈفریکشن آرڈرز کو الگ کیا جائے۔ ڈفریکٹڈ بیموں کا ایک جوڑا موجود ہے جو تیسری گریٹنگ سے کیمرے تک مشترکہ طور پر پھیلتا ہے۔ اگر گریٹنگز کو ایک دوسرے کے ساتھ قدرے غلط ترتیب دیا جاتا ہے تو وہ شدت کے کنارے پیدا کرنے کے لیے ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت کرتے ہیں۔ تفریق راستوں کی مرکزی جوڑی لمبائی میں ہمیشہ برابر ہوتی ہے قطع نظر ایکس رے توانائی یا واقع بیم کے زاویے سے۔ مختلف فوٹون توانائیوں اور واقعے کے زاویوں سے مداخلت کے نمونے مرحلے میں بند ہیں۔ امیجڈ آبجیکٹ کو مرکزی گریٹنگ کے قریب رکھا جاتا ہے۔ مطلق مرحلے کی تصاویر اس صورت میں حاصل کی جاتی ہیں جب شے مربوط راستوں کے جوڑے میں سے کسی ایک کو کاٹتی ہے۔ اگر دونوں راستے دو مقامات پر آبجیکٹ سے گزرتے ہیں جو ایک پس منظر کے فاصلے d سے الگ ہوتے ہیں، تو φ (r)-φ (r-d) کی فیز فرق تصویر کا پتہ چلتا ہے۔ فیز امیجز کو بازیافت کرنے کے لیے گریٹنگز میں سے ایک فیز اسٹیپنگ کی جاتی ہے۔ مرحلے کے فرق کی تصویر φ (r)-φ (r-d) کو آبجیکٹ کی مرحلے کی شفٹ کی تصویر حاصل کرنے کے لیے مربوط کیا جا سکتا ہے۔ اس تکنیک نے کرسٹل انٹرفیرومیٹر کو چھوڑ کر دیگر تکنیکوں کے مقابلے میں کافی زیادہ حساسیت حاصل کی۔ تکنیک کی ایک بنیادی حد گریٹنگ ڈفریکشن کا کرومیٹک منتشر ہے، جو اس کے مقامی ریزولوشن کو محدود کرتی ہے۔ 60 کے وی پی پر چلنے والی ٹونگسٹن ٹارگیٹ ایکس رے ٹیوب کے ساتھ ایک ٹیبل ٹاپ سسٹم میں 60 مائیکرو میٹر کی محدود ریزولوشن ہوگی۔ ایک اور رکاوٹ یہ ہے کہ ایکس رے بیم کو صرف دسیوں مائکرو میٹر چوڑا کیا جاتا ہے۔ متعدد پھسلن کے ساتھ متوازی امیجنگ کی شکل میں ایک ممکنہ حل تجویز کیا گیا ہے۔ تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ (اے بی آئی) کو ڈفریکشن بہتر امیجنگ، فیز ڈسپریشن انٹروسکوپی اور ملٹی پل امیج ریڈیوگرافی کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ اس کا سیٹ اپ نمونے کے سامنے ایک مونوکرومیٹر (عام طور پر ایک یا ڈبل کرسٹل جو بیم کو بھی جوڑتا ہے) اور نمونے اور ڈٹیکٹر کے درمیان بریگ جیومیٹری میں تعینات ایک تجزیہ کار کرسٹل پر مشتمل ہوتا ہے۔ (دائیں طرف کی شکل دیکھیں) یہ تجزیہ کار کرسٹل نمونے سے آنے والی تابکاری کے لیے کونیی فلٹر کے طور پر کام کرتا ہے۔ جب یہ ایکس رے تجزیہ کار کرسٹل سے ٹکراتے ہیں تو بریگ ڈفریکشن کی حالت صرف واقعے کے زاویوں کی ایک بہت ہی تنگ رینج کے لیے مطمئن ہوتی ہے۔ جب بکھرے ہوئے یا اضطراری ایکس رے میں اس حد سے باہر واقع زاویہ ہوتے ہیں تو وہ بالکل بھی عکاسی نہیں کریں گے اور سگنل میں حصہ نہیں ڈالیں گے۔ اس رینج کے اندر ریفریکٹڈ ایکس رے واقعے کے زاویے کے لحاظ سے ظاہر ہوں گے۔ واقعے کے زاویے پر عکاسی شدہ شدت کے انحصار کو راکنگ وکر کہا جاتا ہے اور یہ امیجنگ سسٹم کی ایک اندرونی خاصیت ہے، یعنی۔ یہ ڈٹیکٹر کے ہر پکسل پر ناپی جانے والی شدت کی نمائندگی کرتا ہے جب تجزیہ کار کرسٹل کو "راک" کیا جاتا ہے (زاویے θ میں قدرے گھمایا جاتا ہے) جس میں کوئی چیز موجود نہیں ہوتی ہے اور اس طرح آسانی سے ماپا جا سکتا ہے۔ عام کونیی قبولیت چند مائکروریڈینس سے لے کر دسیوں مائکروریڈینس تک ہوتی ہے اور اس کا تعلق کرسٹل کے راکنگ وکر کی نصف زیادہ سے زیادہ (ایف ڈبلیو ایچ ایم) پر مکمل چوڑائی سے ہوتا ہے۔ جب تجزیہ کار مکمل طور پر مونوکرومیٹر کے ساتھ منسلک ہوتا ہے اور اس طرح راکنگ وکر کی چوٹی پر ہوتا ہے، تو بہتر برعکس کے ساتھ ایک معیاری ایکس رے ریڈیوگراف حاصل کیا جاتا ہے کیونکہ بکھرے ہوئے فوٹونوں سے کوئی دھندلاپن نہیں ہوتا ہے۔ بعض اوقات اسے "معدومیت کا تضاد" کہا جاتا ہے۔ اگر، بصورت دیگر، تجزیہ کار مونوکرومیٹر کے حوالے سے ایک چھوٹے زاویے (ڈیٹوننگ اینگل) پر مبنی ہے تو نمونے میں چھوٹے زاویے سے ریفریکٹ ہونے والے ایکس رے کم عکاسی کریں گے، اور بڑے زاویے سے ریفریکٹ ہونے والے ایکس رے زیادہ عکاسی کریں گے۔ اس طرح تصویر کا تضاد نمونے میں مختلف اضطراری زاویوں پر مبنی ہوتا ہے۔ چھوٹے مرحلے کے میلان کے لیے اضطراری زاویے کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے کہ واقع تابکاری کے لہر ویکٹر کی لمبائی کہاں ہے اور دائیں ہاتھ کی طرف دوسری اصطلاح انحراف کی سمت میں مرحلے کا پہلا مشتق ہے۔ چونکہ فیز خود نہیں، بلکہ فیز فرنٹ کا پہلا مشتق ماپا جاتا ہے، تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ کرسٹل انٹرفیرومیٹری کے مقابلے میں کم مقامی تعدد کے لیے کم حساس ہے لیکن پی بی آئی سے زیادہ حساس ہے۔ سابقہ طریقوں کے برعکس تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ عام طور پر صرف تفریق کی سمت میں مرحلے کی معلومات فراہم کرتی ہے، لیکن تفریق کے سطح پر عمودی سطح پر کونیی انحراف کے لیے حساس نہیں ہوتی ہے۔ مرحلے کے میلان کے صرف ایک جزو کے لیے یہ حساسیت مرحلے کے تخمینے میں ابہام کا باعث بن سکتی ہے۔ مختلف ڈیٹوننگ زاویوں پر متعدد تصاویر ریکارڈ کرنے سے، یعنی راکنگ وکر پر مختلف پوزیشنوں پر، ایک ڈیٹا سیٹ حاصل کیا جاتا ہے جو مقداری تفریق مرحلے کی معلومات کو دوبارہ حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ راکنگ منحنی خطوط سے معلومات کی تشکیل نو کے لیے کئی الگورتھم ہیں، ان میں سے کچھ اضافی سگنل فراہم کرتے ہیں۔ یہ سگنل ذیلی پکسل نمونے کے ڈھانچے کے ذریعہ الٹرا چھوٹے زاویے کے بکھرنے سے آتا ہے اور بیم کے کونیی چوڑے ہونے کا سبب بنتا ہے اور اس وجہ سے راکنگ وکر کی شکل وسیع ہوتی ہے۔ اس بکھرے ہوئے تضاد کی بنیاد پر ایک نئی قسم کی تصویر تیار کی جا سکتی ہے جسے ڈارک فیلڈ امیج کہا جاتا ہے۔ تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ کے ساتھ ٹومگرافک امیجنگ تجزیہ کار کو ایک مخصوص زاویے پر فکس کرکے اور پروجیکشن ڈیٹا حاصل ہونے کے دوران نمونے کو 360 ڈگری کے ذریعے گھما کر کی جا سکتی ہے۔ پروجیکشنز کے کئی سیٹ ایک ہی نمونے سے مختلف ڈیٹوننگ اینگلز کے ساتھ حاصل کیے جاتے ہیں اور پھر ایک ٹوموگرافک امیج کو دوبارہ تعمیر کیا جا سکتا ہے۔ یہ فرض کرتے ہوئے کہ کرسٹل عام طور پر اس طرح سیدھے ہوتے ہیں کہ ریفریکٹیو انڈیکس کا مشتق ٹومگرافک محور کے متوازی سمت میں ماپا جاتا ہے، اس کے نتیجے میں "ریفریکشن سی ٹی امیج" سطح سے باہر کے میلان کی خالص شبیہہ کو ظاہر کرتا ہے۔ تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ کے لیے، کرسٹل کی استحکام کی ضروریات کرسٹل انٹرفیرومیٹری کے مقابلے میں کم سخت ہوتی ہیں لیکن سیٹ اپ کے لیے اب بھی ایک کامل تجزیہ کار کرسٹل کی ضرورت ہوتی ہے جسے زاویہ اور تجزیہ کار کرسٹل کے سائز میں بہت درست طریقے سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے اور بیم کو متوازی ہونے کی ضرورت بھی دیکھنے کے میدان کو محدود کرتی ہے۔ مزید برآں کرسٹل انٹرفیرومیٹری کی طرح اس طریقہ کار کے مقامی ریزولوشن کے لیے ایک عمومی حد متحرک ڈفریکشن اثرات کی وجہ سے تجزیہ کار کرسٹل میں دھندلاپن کے ذریعے دی جاتی ہے، لیکن کرسٹل کے لیے چرانے کے واقعات کے ڈفریکشن کا استعمال کرکے اسے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ اگرچہ اس طریقہ کار کے لیے اصولی طور پر یک رنگ، انتہائی مربوط تابکاری کی ضرورت ہوتی ہے اور اس لیے یہ سنکروٹران تابکاری کے منبع تک محدود ہے، حال ہی میں یہ دکھایا گیا ہے کہ یہ طریقہ پولی کرومیٹک سپیکٹرم کے ساتھ لیبارٹری کے منبع کا استعمال کرتے ہوئے ممکن رہتا ہے جب راکنگ وکر کو ہدف کے مواد کی کے سپیکٹرم لائن تابکاری کے مطابق ڈھال لیا جاتا ہے۔ ریفریکشن انڈیکس میں چھوٹی تبدیلیوں کے لیے اس کی اعلی حساسیت کی وجہ سے یہ طریقہ نرم ٹشو کے نمونوں کی تصویر کے لیے موزوں ہے اور پہلے ہی میڈیکل امیجنگ کے لیے لاگو کیا گیا ہے، خاص طور پر میموگرافی میں مائکرو کیلسیفیکیشنز کا بہتر پتہ لگانے اور ہڈیوں کے کارٹلیج کے مطالعے کے لیے۔ پروپیگنڈے پر مبنی امیجنگ پروپیگنڈے پر مبنی امیجنگ (پی بی آئی) اس تکنیک کا سب سے عام نام ہے لیکن اسے ان لائن ہولوگرافی، ریفریکشن میں اضافہ شدہ امیجنگ یا فیز کانٹریسٹ ریڈیوگرافی بھی کہا جاتا ہے۔ مؤخر الذکر فرق اس حقیقت سے ماخوذ ہے کہ اس طریقہ کار کا تجرباتی سیٹ اپ بنیادی طور پر وہی ہے جو روایتی ریڈیوگرافی میں ہے۔ یہ ایک ایکس رے ماخذ کی ان لائن ترتیب پر مشتمل ہوتا ہے، نمونہ اور ایک ایکس رے ڈٹیکٹر اور کسی دوسرے نظری عناصر کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ فرق صرف اتنا ہے کہ ڈٹیکٹر کو نمونے کے پیچھے فوری طور پر نہیں رکھا جاتا ہے، بلکہ کچھ فاصلے پر رکھا جاتا ہے، اس لیے نمونے کے ذریعے ریفریکٹ ہونے والی تابکاری غیر تبدیل شدہ بیم میں مداخلت کر سکتی ہے۔ یہ سادہ سیٹ اپ اور کم استحکام کی ضروریات یہاں زیر بحث دیگر طریقوں کے مقابلے میں اس طریقہ کا ایک بڑا فائدہ فراہم کرتی ہیں۔ مقامی طور پر مربوط روشنی اور نمونے اور ڈٹیکٹر کے درمیان درمیانی فاصلے کے تحت "فریسنل فرنجز" کے ساتھ ایک مداخلت کا نمونہ بنایا جاتا ہے ؛ یعنی۔ فریسنل نظام میں فری اسپیس پروپیگنڈےشن میں کنارے پیدا ہوتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ ڈٹیکٹر اور نمونے کے درمیان فاصلے کے لیے قریب فیلڈ کے لیے کرچوف کے ڈفریکشن فارمولے کا تخمینہ، فریسنل ڈفریکشن مساوات درست ہے۔ کرسٹل انٹرفیرومیٹری کے برعکس پی بی آئی میں ریکارڈ شدہ مداخلت کے کنارے فیز کے متناسب نہیں ہوتے بلکہ ویو فرنٹ کے فیز کے دوسرے مشتق (لیپلاسیئن) کے متناسب ہوتے ہیں۔ لہذا، یہ طریقہ ریفریکٹیو انڈیکس کی کمی میں اچانک ہونے والی تبدیلیوں کے لیے سب سے زیادہ حساس ہے۔ اس سے روایتی ریڈیوگرام کے مقابلے میں نمونے کی سطحوں اور ساختی حدود (کنارے میں اضافہ) کا خاکہ مضبوط تضاد کی طرف جاتا ہے۔ پی بی آئی کو جذب شدہ تصویر کے برعکس کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اس صورت میں تصویری سطح میں مرحلے کی معلومات ختم ہو جاتی ہے لیکن تصویر کی شدت میں حصہ ڈالتی ہے (تخفیف شدہ تصویر کے کنارے میں اضافہ)۔ تاہم مرحلے اور تخفیف کے تضاد کو الگ کرنا بھی ممکن ہے، یعنی۔ ریفریکٹیو انڈیکس کے حقیقی اور خیالی حصے کی تقسیم کو الگ سے دوبارہ ترتیب دینا۔ لہر کے محاذ (مرحلے کی بازیافت) کے مرحلے کے غیر واضح عزم کو مختلف ڈٹیکٹر-نمونے کے فاصلے پر کئی تصاویر ریکارڈ کرکے اور مرحلے کی تقسیم کی تشکیل نو کے لیے فریسنل ڈفریکشن انٹیگرل کی لکیریائزیشن پر مبنی الگورتھم کا استعمال کرکے محسوس کیا جا سکتا ہے، لیکن یہ نقطہ نظر کم مقامی تعدد کے لیے بڑھے ہوئے شور سے دوچار ہے اور اس طرح آہستہ آہستہ مختلف اجزاء کو درست طریقے سے بازیافت نہیں کیا جا سکتا ہے۔ مرحلے کی بازیافت کے لیے کئی اور طریقے ہیں اور ان کے بارے میں ایک اچھا جائزہ دیا گیا ہے۔ ریفریکٹیو انڈیکس یا "ہولوٹومیگرافی" کی تھری ڈی ڈسٹری بیوشن کی ٹومگرافک تعمیر نو نمونے کو گھما کر اور ہر پروجیکشن اینگل کے لیے مختلف فاصلے پر تصاویر کی ایک سیریز ریکارڈ کرکے نافذ کی جاتی ہے۔ مداخلت کے کناروں کو حل کرنے کے لیے ایک ہائی ریزولوشن ڈٹیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے، جو عملی طور پر اس تکنیک کے دیکھنے کے میدان کو محدود کرتا ہے یا پھیلاؤ کے بڑے فاصلے کی ضرورت ہوتی ہے۔ حاصل کردہ مقامی ریزولوشن دوسرے طریقوں کے مقابلے میں نسبتا زیادہ ہے اور، چونکہ بیم میں کوئی نظری عناصر نہیں ہیں، بنیادی طور پر بیم کی مقامی ہم آہنگی کی ڈگری سے محدود ہے۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، فریسنل کناروں کی تشکیل کے لیے، استعمال شدہ تابکاری کی مقامی ہم آہنگی پر رکاوٹ بہت سخت ہے، جو طریقہ کار کو چھوٹے یا بہت دور کے ذرائع تک محدود کرتی ہے، لیکن کرسٹل انٹرفیرومیٹری اور تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ کے برعکس عارضی ہم آہنگی پر رکاوٹ، یعنی۔ پولی کرومیٹائٹی کافی آرام دہ ہے۔ نتیجتا، یہ طریقہ صرف سنکروٹران ذرائع کے ساتھ استعمال نہیں کیا جا سکتا بلکہ پولی کرومیٹک لیبارٹری ایکس رے ذرائع کے ساتھ بھی استعمال کیا جا سکتا ہے جو کافی مقامی ہم آہنگی فراہم کرتے ہیں، جیسے کہ مائیکرو فوکس ایکس رے ٹیوبیں۔ عام طور پر، اس طریقہ کار کے ذریعہ فراہم کردہ تصویری تضاد یہاں زیر بحث دیگر طریقوں کے مقابلے میں کم ہے، خاص طور پر اگر نمونے میں کثافت کے تغیرات چھوٹے ہوں۔ حدود میں تضاد کو بڑھانے میں اس کی طاقت کی وجہ سے، یہ فائبر یا جھاگ کے نمونوں کی امیجنگ کے لیے اچھی طرح سے موزوں ہے۔ پی بی آئی کا ایک بہت اہم استعمال سنکروٹرون تابکاری کے ساتھ فوسلز کا معائنہ ہے، جو پیلیوونٹولوجیکل نمونوں کے بارے میں تفصیلات ظاہر کرتا ہے جو بصورت دیگر نمونے کو تباہ کیے بغیر ناقابل رسائی ہوتے۔ گریٹنگ پر مبنی امیجنگ گریٹنگ پر مبنی امیجنگ (جی بی آئی) میں شیئرنگ انٹرفیرومیٹری یا ایکس رے ٹیلبوٹ انٹرفیرومیٹری (ایکس ٹی آئی)، اور پولی کرومیٹک فار فیلڈ انٹرفیرومیٹری (پی ایف آئی) شامل ہیں۔ چونکہ پہلا ایکس رے گریٹنگ انٹرفیرومیٹر-جو دو فیز گریٹنگز اور ایک تجزیہ کار کرسٹل پر مشتمل تھا-بنایا گیا تھا، اس طریقہ کار کے لیے مختلف قدرے مختلف سیٹ اپ تیار کیے گئے ہیں۔ مندرجہ ذیل میں توجہ آج کل کے معیاری طریقہ پر مرکوز ہے جس میں فیز گریٹنگ اور ایک تجزیہ کار گریٹنگ شامل ہے۔ (دائیں طرف کی شکل دیکھیں)۔ ایکس ٹی آئی تکنیک ٹالبوٹ اثر یا "سیلف امیجنگ فینومینہ" پر مبنی ہے، جو ایک فریسنل ڈفریکشن اثر ہے اور ایک مخصوص پھیلاؤ کے فاصلے کے بعد پیریڈک ویو فرنٹ کی تکرار کا باعث بنتا ہے، جسے "ٹالبوٹ لمبائی" کہا جاتا ہے۔ یہ پیریڈک ویو فرنٹ ایک پیریڈک ڈھانچے کی مقامی طور پر مربوط روشنی سے پیدا کیا جا سکتا ہے، جیسے ڈفریکشن گریٹنگ، اور اگر ایسا ہے تو ٹالبوٹ کی لمبائی پر لہر کے میدان کی شدت کی تقسیم بالکل گریٹنگ کی ساخت سے ملتی جلتی ہے اور اسے سیلف امیج کہا جاتا ہے۔ یہ بھی دکھایا گیا ہے کہ شدت کے نمونے مخصوص فریکشنل ٹیلبوٹ لمبائی پر بنائے جائیں گے۔ آدھے فاصلے پر ایک ہی شدت کی تقسیم ظاہر ہوتی ہے سوائے اس کے کہ گریٹنگ پیریڈ کی نصف لیٹرل شفٹ کے جبکہ کچھ چھوٹے فریکشنل ٹیلبوٹ فاصلے پر سیلف امیجز میں فریکشنل پیریڈز اور شدت میکسیما اور منیما کے فریکشنل سائز ہوتے ہیں، جو گریٹنگ کے پیچھے شدت کی تقسیم میں نظر آتے ہیں، ایک نام نہاد ٹیلبوٹ قالین۔ ٹیلبوٹ کی لمبائی اور فریکشنل لمبائی کا حساب روشن تابکاری اور روشن گریٹنگ کے پیرامیٹرز کو جان کر کیا جا سکتا ہے اور اس طرح شدت کے زیادہ سے زیادہ کی صحیح پوزیشن دیتا ہے، جسے جی بی آئی میں ماپا جانا چاہیے۔ اگرچہ ٹیلبوٹ اثر اور ٹیلبوٹ انٹرفیرومیٹر کو دریافت کیا گیا تھا اور مرئی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے اس کا بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا تھا لیکن اس کا مظاہرہ کئی سال پہلے سخت ایکس رے نظام کے لیے بھی کیا گیا ہے۔ جی بی آئی میں ایک نمونہ فیز گریٹنگ سے پہلے یا پیچھے رکھا جاتا ہے (گریٹنگ کی لائنیں نہ ہونے کے برابر جذب لیکن کافی فیز شفٹ دکھاتی ہیں) اور اس طرح ٹیلبوٹ اثر کے مداخلت کے نمونے کو نمونے میں جذب، اضطراب اور بکھرنے سے تبدیل کیا جاتا ہے۔ ایک چھوٹے مرحلے کے میلان والے فیز آبجیکٹ کے لیے ایکس رے بیم کو اس بات سے موڑ دیا جاتا ہے کہ واقع تابکاری کے لہر ویکٹر کی لمبائی کہاں ہے اور دائیں ہاتھ کی طرف دوسرا عنصر پھیلاؤ کی سمت اور گریٹنگ کی صف بندی کے متوازی سمت میں فیز کا پہلا مشتق ہے۔ چونکہ مداخلت کے کنارے کی ٹرانسورس شفٹ انحراف کے زاویے کے لکیری متناسب ہوتی ہے اس لیے لہر کے محاذ کے تفریق مرحلے کو جی بی آئی میں ماپا جاتا ہے، جیسا کہ اے بی آئی میں ہوتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، کونیی انحراف کو مقامی طور پر منتقل ہونے والی شدت کی تبدیلیوں میں ترجمہ کیا جاتا ہے۔ نمونے کے ساتھ اور اس کے بغیر پیمائش انجام دینے سے نمونے کی وجہ سے مداخلت کے نمونے کی پوزیشن میں تبدیلی کو دوبارہ حاصل کیا جا سکتا ہے۔ مداخلت کے نمونے کی مدت عام طور پر چند مائکرو میٹر کی حد میں ہوتی ہے، جسے صرف بہت تیز روشنی (ایک بہت زیادہ بہاؤ فراہم کرنے والا ذریعہ) کے ساتھ مل کر بہت زیادہ ریزولوشن والے ڈٹیکٹر کے ذریعے آسانی سے حل کیا جا سکتا ہے اور اس وجہ سے دیکھنے کے میدان کو نمایاں طور پر محدود کر دیتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ دوسری گریٹنگ، عام طور پر ایک جذب گریٹنگ، مداخلت کے نمونے کا تجزیہ کرنے کے لیے فریکشنل ٹیلبوٹ کی لمبائی پر رکھی جاتی ہے۔ تجزیہ کار گریٹنگ میں عام طور پر وہی مدت ہوتی ہے جو مداخلت کے کنارے ہوتی ہے اور اس طرح مقامی فریج پوزیشن کو ڈٹیکٹر پر سگنل کی شدت کے تغیر میں تبدیل کر دیتا ہے، جسے گریٹنگ کے فورا پیچھے رکھا جاتا ہے۔ مرحلے کی معلومات کو سگنل میں دیگر شراکتوں سے الگ کرنے کے لیے، "فیز سٹیپنگ" نامی ایک تکنیک استعمال کی جاتی ہے۔ گریٹنگز میں سے ایک کو گریٹنگ کی ایک مدت میں ٹرانسورس سمت کی مدت کے ساتھ اسکین کیا جاتا ہے، اور گریٹنگ کی مختلف پوزیشنوں کے لیے ایک تصویر لی جاتی ہے۔ ڈٹیکٹر طیارہ میں ہر پکسل میں شدت کا سگنل کے فنکشن کے طور پر ارتعاش کرتا ہے۔ ریکارڈ شدہ شدت کے ارتعاش کی نمائندگی فورئیر سیریز کے ذریعے کی جا سکتی ہے اور نمونے کے ساتھ یا اس کے بغیر ان شدت کے ارتعاش کی ریکارڈنگ اور موازنہ کرکے حوالہ تصویر سے متعلق علیحدہ تفریق مرحلے کی شفٹ اور جذب سگنل کو نکالا جا سکتا ہے۔ تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ کی طرح، نمونے کے ذیلی پکسل مائیکرو اسٹرکچرز کے ذریعے الٹرا چھوٹے زاویے کے بکھرنے سے آنے والے ایک اضافی سگنل، جسے ڈارک فیلڈ کانٹرسٹ کہا جاتا ہے، کو بھی دوبارہ تعمیر کیا جا سکتا ہے۔ یہ طریقہ اعلی مقامی ریزولوشن فراہم کرتا ہے، لیکن اس میں طویل نمائش کے اوقات کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک متبادل نقطہ نظر موائر فرنجز کا استعمال کرتے ہوئے تفریق مرحلے کی بازیافت ہے۔ یہ G1 کی سیلف امیج اور G2 کے پیٹرن کی سپرپوزیشن کے طور پر اسی وقفے کے ساتھ گریٹنگز کا استعمال کرتے ہوئے اور G1 کے خلاف G2 کو جھکا کر آپٹیکل محور کے حوالے سے بہت چھوٹے زاویے (<<1) کے ساتھ بنائے جاتے ہیں۔ یہ موائر فریج کیریئر فریج کے طور پر کام کرتے ہیں کیونکہ ان میں ٹیلبوٹ فریج کے مقابلے میں بہت زیادہ فاصلہ/مدت (چھوٹی مقامی تعدد) ہوتی ہے اور اس طرح نمونے کے ذریعے متعارف کرائے گئے مرحلے کے میلان کا موائر فریج کی نقل مکانی کے طور پر پتہ لگایا جا سکتا ہے۔ موائر پیٹرن کے فورئیر تجزیے سے جذب اور ڈارک فیلڈ سگنل بھی نکالا جا سکتا ہے۔ اس نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہوئے، مقامی ریزولوشن فیز اسٹیپنگ تکنیک کے ذریعے حاصل کردہ ریزولوشن سے کم ہے، لیکن کل نمائش کا وقت بہت کم ہو سکتا ہے، کیونکہ ایک تفریق فیز امیج کو صرف ایک موائر پیٹرن کے ساتھ حاصل کیا جا سکتا ہے۔ سنگل شاٹ فورئیر تجزیہ کی تکنیک کو ابتدائی گرڈ پر مبنی بکھرنے والی امیجنگ میں آپٹکس میں شیک ہارٹ مین ویو فرنٹ سینسر کی طرح استعمال کیا گیا تھا، جس نے پہلے زندہ جانوروں کے مطالعے کی اجازت دی۔ گریٹنگ کی مکینیکل اسکیننگ کو ختم کرنے اور پھر بھی زیادہ سے زیادہ مقامی ریزولوشن کو برقرار رکھنے کی تکنیک الیکٹرانک فیز اسٹیپنگ ہے۔ یہ برقی مقناطیسی میدان کے ساتھ ایکس رے ٹیوب کے ماخذ مقام کو اسکین کرتا ہے۔ یہ شے کے پروجیکشن کو مخالف سمت میں منتقل کرنے کا سبب بنتا ہے، اور پروجیکشن اور موائر کے کنارے کے درمیان ایک رشتہ دار حرکت کا بھی سبب بنتا ہے۔ پروجیکشنز کو دوبارہ ترتیب دینے کے لیے تصاویر کو ڈیجیٹل طور پر منتقل کیا جاتا ہے۔ نتیجہ یہ ہے کہ شے کا پروجیکشن ساکن ہے، جبکہ موائر کے کنارے اس کے اوپر حرکت کرتے ہیں۔ یہ تکنیک مؤثر طریقے سے فیز اسٹیپنگ کے عمل کی ترکیب کرتی ہے، لیکن میکانی حرکتوں سے وابستہ اخراجات اور تاخیر کے بغیر۔ ان دونوں فیز ایکسٹریکشن طریقوں کے ساتھ ٹومگرافی کا اطلاق نمونے کو ٹومگرافک محور کے گرد گھما کر، مختلف پروجیکشن زاویوں کے ساتھ تصاویر کا ایک سلسلہ ریکارڈ کرکے اور ریفریکٹیو انڈیکس کے حقیقی اور خیالی حصے کی 3 جہتی تقسیم کو دوبارہ تشکیل دینے کے لیے بیک پروجیکشن الگورتھم کا استعمال کرکے ہوتا ہے۔ ڈارک فیلڈ سگنل کی مقداری ٹومگرافک تعمیر نو کا بھی فیز اسٹیپنگ تکنیک کے لیے اور حال ہی میں موائر پیٹرن کے نقطہ نظر کے لیے بھی مظاہرہ کیا گیا ہے۔ یہ بھی دکھایا گیا ہے کہ گریٹنگ انٹرفیرومیٹر کے ساتھ ڈارک فیلڈ امیجنگ کا استعمال ذیلی مائکرو میٹر کے نظام میں ساختی تفصیلات کی واقفیت کی معلومات کو پتہ لگانے کے نظام کے مقامی حل سے باہر نکالنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ جبکہ گریٹنگ لائنوں کو عمودی سمت میں ایکس رے کا بکھرنا ڈارک فیلڈ کا تضاد فراہم کرتا ہے، گریٹنگ لائنوں کے متوازی سمت میں بکھرنا صرف تصویر میں دھندلاپن کا باعث بنتا ہے، جو ڈٹیکٹر کے کم ریزولوشن پر نظر نہیں آتا ہے۔ سیٹ اپ کی یہ اندرونی فزیکل پراپرٹی سیٹ اپ کے آپٹیکل محور کے ارد گرد نمونے کو گھما کر اور کئی ڈارک فیلڈ امیجز کا ایک سیٹ جمع کرکے نمونے کی مقامی بکھرنے کی طاقت کے کونیی تغیر کے بارے میں واقفیت کی معلومات حاصل کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہے، ہر ایک کی پیمائش اس مخصوص واقفیت کے لیے گریٹنگ لائنوں کے عمودی بکھرنے کے جزو سے ہوتی ہے۔ اس کا استعمال ہڈی کے مقامی زاویے اور واقفیت کی ڈگری کا تعین کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے اور یہ آسٹیوپوروسس یا آسٹیوآرتھرائٹس جیسی ہڈیوں کی بیماریوں کی تحقیق اور تشخیص کو بہتر بنانے کے لیے قیمتی معلومات فراہم کر سکتا ہے۔ جیسا کہ دائیں طرف کے اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے کہ معیاری ترتیب میں ماخذ کی مقامی ہم آہنگی کی ضرورت ہوتی ہے اور اس کے نتیجے میں اعلی شاندار سنکروٹران تابکاری کے ذرائع تک محدود ہے۔ اس مسئلے کو ایکس رے ماخذ کے قریب تیسری گریٹنگ شامل کرکے نمٹا جا سکتا ہے، جسے ٹیلبوٹ-لاؤ انٹرفیرومیٹر کہا جاتا ہے۔ یہ ماخذ گریٹنگ، جو عام طور پر ٹرانسمیشن سلٹس کے ساتھ جذب کرنے والی گریٹنگ ہوتی ہے، "انفرادی طور پر مربوط لیکن باہمی طور پر متضاد ذرائع کی صف" بناتی ہے۔ چونکہ سورس گریٹنگ میں انفرادی یپرچرز کی ایک بڑی تعداد ہو سکتی ہے، ہر ایک کافی مربوط ورچوئل لائن سورس بناتا ہے، اس لیے چند مربع ملی میٹر کے ماخذ سائز والے معیاری ایکس رے جنریٹرز کو مؤثر طریقے سے استعمال کیا جا سکتا ہے اور فیلڈ آف ویو میں نمایاں اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ بیم-اسپلٹر گریٹنگ کے پیچھے بننے والے مداخلت کے کناروں کی پوزیشن واقع تابکاری کی وسیع توانائی کی حد پر طول موج سے آزاد ہے اس لیے فیز-اسٹیپنگ ترتیب میں انٹرفیرومیٹر کو اب بھی پولی کرومیٹک تابکاری کے ساتھ مؤثر طریقے سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ موائر پیٹرن کی ترتیب کے لیے تابکاری توانائی پر رکاوٹ قدرے سخت ہے، کیونکہ یک رنگ تابکاری کے بجائے توانائی کی ایک محدود بینڈوتھ موائر کے کناروں کی مرئیت میں کمی کا سبب بنتی ہے اور اس طرح تصویر کا معیار، لیکن ایک اعتدال پسند پولی کرومیٹیٹی کی اب بھی اجازت ہے۔ پولی کرومیٹک تابکاری کے استعمال کا ایک بہت بڑا فائدہ نمائش کے اوقات کو کم کرنا ہے اور اس کا استحصال حال ہی میں سفید سنکروٹران تابکاری کا استعمال کرتے ہوئے پہلے متحرک (وقت سے حل شدہ) فیز کانٹرسٹ ٹومگرافی کا احساس کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ ایک تکنیکی رکاوٹ جس پر قابو پانا ہے وہ اعلی پہلو تناسب اور چھوٹے ادوار کے ساتھ گریٹنگز کی تشکیل ہے۔ سلکان ویفر سے ان گریٹنگز کی تیاری میں مائیکرو فیبریکیشن تکنیک جیسے فوٹوولتھگرافی، انیسوٹروپک گیلے نقاشی، الیکٹروپلٹنگ اور مولڈنگ شامل ہیں۔ ایکس رے گریٹنگ کے لیے ایک بہت ہی عام من گھڑت عمل لیگا ہے، جو گہری ایکس رے لیتھوگرافی اور الیکٹروپلٹنگ پر مبنی ہے۔ یہ 1980 کی دہائی میں کارلسروہی انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (کے آئی ٹی) کے سائنسدانوں کے ذریعہ انتہائی اعلی پہلو تناسب مائیکرو اسٹرکچرز کی تشکیل کے لیے تیار کیا گیا تھا۔ ایک اور تکنیکی ضرورت استحکام اور درست صف بندی اور گریٹنگز کی حرکت ہے (عام طور پر کچھ این ایم کی حد میں)، لیکن دوسرے طریقوں کے مقابلے میں، مثال کے طور پر۔ کرسٹل انٹرفیرومیٹر کی رکاوٹ کو پورا کرنا آسان ہے۔ گریٹنگ فیبریکیشن چیلنج کو فیز موائر ایفیکٹ کی دریافت سے آسان بنایا گیا جو ایک آل فیز گریٹنگ انٹرفیرومیٹر فراہم کرتا ہے جو کمپیکٹ ذرائع کے ساتھ کام کرتا ہے، جسے پولی کرومیٹک فار فیلڈ انٹرفیرومیٹر کہا جاتا ہے (دائیں طرف کی شکل دیکھیں)۔ اوپر بیان کردہ ماخذ اور تجزیہ کار گریٹنگز کے مقابلے میں فیز گریٹنگز بنانا آسان ہوتا ہے، کیونکہ فیز شفٹ کا سبب بننے کے لیے درکار گریٹنگ کی گہرائی ایکس رے کو جذب کرنے کے لیے درکار گہرائی سے بہت کم ہوتی ہے۔ ٹیبل ٹاپ پی ایف آئی امیجرز میں فیز حساسیت کو بہتر بنانے کے لیے 200-400 نینو میٹر پیریڈز کے فیز گریٹنگز کا استعمال کیا گیا ہے۔ پی ایف آئی میں ایک فیز گریٹنگ کا استعمال فیز موائر ایفیکٹ کی بنیاد پر ڈسٹل پلین پر باریک مداخلت کے کناروں کو وسیع شدت کے نمونے میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ زیادہ حساسیت کے علاوہ، چھوٹے گریٹنگ پیریڈز کے لیے ایک اور ترغیب یہ ہے کہ ماخذ کی پس منظر کی ہم آہنگی کم از کم ایک گریٹنگ پیریڈ ہونی چاہیے۔ معیاری جی بی آئی سیٹ اپ کا ایک نقصان مرحلے کے میلان کے صرف ایک جزو کے لیے حساسیت ہے، جو کہ 1-D گریٹنگز کے متوازی سمت ہے۔ اس مسئلے کو نمونے (یا گریٹنگز) کو 90 ڈگری سے موڑ کر یا دو جہتی گریٹنگز کے استعمال سے نمونے کی تفریق مرحلے کے برعکس تصاویر کو x اور y دونوں سمتوں میں ریکارڈ کرکے حل کیا گیا ہے۔ ایک تفریقی مرحلے کی تکنیک ہونے کے ناطے، جی بی آئی کم مقامی تعدد کے لیے کرسٹل انٹرفیرومیٹری کی طرح حساس نہیں ہے، لیکن مکینیکل عدم استحکام کے خلاف طریقہ کار کی اعلی مزاحمت کی وجہ سے، بڑے پکسلز اور دیکھنے کے ایک بڑے میدان کے ساتھ ڈٹیکٹر کے استعمال کا امکان اور، اہم اہمیت کی وجہ سے، روایتی لیبارٹری ایکس رے ٹیوبوں پر اطلاق، گریٹنگ پر مبنی امیجنگ طبی تشخیص اور سافٹ ٹشو امیجنگ کے لیے ایک بہت ہی امید افزا تکنیک ہے۔ پری کلینیکل میموگرافی اسٹڈی جیسی پہلی طبی ایپلی کیشنز، اس تکنیک کے مستقبل کے لیے بڑی صلاحیت ظاہر کرتی ہیں۔ اس کے علاوہ جی بی آئی کے مواد سائنس کے وسیع میدان میں استعمال ہوتے ہیں، مثال کے طور پر اسے حفاظتی جانچ کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایج-ایلیومینیشن ایج-ایلیومینیشن (ای آئی) 90 کی دہائی کے آخر میں اطالوی سنکروٹرون (ایلیٹرا) میں اے بی آئی کے متبادل کے طور پر تیار کیا گیا تھا۔ یہ اس مشاہدے پر مبنی ہے کہ، صرف ڈٹیکٹر پکسلز کے کنارے کو روشن کرنے سے، مرحلے کے اثرات کے لیے اعلی حساسیت حاصل ہوتی ہے (شکل دیکھیں)۔ اس صورت میں بھی، ایکس رے ریفریکشن اینگل اور شے کی وجہ سے ہونے والی فیز شفٹ کے پہلے مشتق کے درمیان تعلق کا استحصال کیا جاتا ہے: اگر ایکس رے بیم عمودی طور پر پتلی ہے اور ڈٹیکٹر کے کنارے پر اثر انداز ہوتی ہے، تو ایکس رے ریفریکشن انفرادی ایکس رے کی حیثیت کو "پتہ لگایا" سے "نامعلوم" میں تبدیل کر سکتا ہے اور اس کے برعکس، مؤثر طریقے سے اے بی آئی میں کرسٹل راکنگ وکر کی طرح ہی کردار ادا کر سکتا ہے۔ اے بی آئی کے ساتھ یہ مشابہت، پہلے ہی مشاہدہ کی گئی تھی جب یہ طریقہ ابتدائی طور پر تیار کیا گیا تھا، حال ہی میں باضابطہ طور پر اس کا مظاہرہ کیا گیا تھا۔ مؤثر طریقے سے، وہی اثر حاصل کیا جاتا ہے-فوٹون کی سمت پر ایک عمدہ کونیی انتخاب ؛ تاہم، تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ میں بیم کو انتہائی کولیمیٹ اور مونوکرومیٹک ہونے کی ضرورت ہوتی ہے، کرسٹل کی عدم موجودگی کا مطلب یہ ہے کہ کنارے کی روشنی کو مختلف اور پولیکرومیٹک بیموں کے ساتھ نافذ کیا جاسکتا ہے، جیسے کہ روایتی گھومنے والی انوڈ ایکس رے ٹیوب سے پیدا ہوتا ہے۔ یہ موقع پر ڈیزائن کیے گئے دو ماسک (جنہیں بعض اوقات "کوڈڈ-ایپرچر" ماسک کہا جاتا ہے) متعارف کروا کر کیا جاتا ہے، ایک نمونے سے فورا پہلے، اور ایک ڈٹیکٹر کے ساتھ رابطے میں (شکل دیکھیں)۔ مؤخر الذکر ماسک کا مقصد صرف ملحقہ پکسلز کے درمیان غیر حساس علاقے بنانا ہے، اور اگر خصوصی ڈٹیکٹر ٹیکنالوجی استعمال کی جائے تو اس کے استعمال سے بچا جا سکتا ہے۔ اس طرح، ایریا ڈیٹیکٹر کی تمام پکسل قطاروں کے لیے ایج-ایلیومینیشن کنفیگریشن کو بیک وقت محسوس کیا جاتا ہے۔ انفرادی بیملیٹس کی اس کثرت کا مطلب یہ ہے کہ، اوپر زیر بحث سنکروٹران کے نفاذ کے برعکس، کسی نمونے کی اسکیننگ کی ضرورت نہیں ہے-نمونے کو نمونے کے ماسک کے نیچے کی طرف رکھا جاتا ہے اور ایک ہی شاٹ میں امیج کیا جاتا ہے (دو اگر مرحلے کی بازیافت کی جاتی ہے)۔ اگرچہ سیٹ اپ شاید سطحی طور پر گریٹنگ انٹرفیرومیٹر سے ملتا جلتا ہے، لیکن بنیادی جسمانی طریقہ کار مختلف ہے۔ دوسرے مرحلے کے برعکس ایکس رے امیجنگ تکنیک کے برعکس، ایج-ایلیومینیشن ایک غیر متزلزل تکنیک ہے، اور حقیقت میں یہ ثابت ہوا کہ یہ مقامی اور عارضی طور پر غیر متزلزل ذرائع دونوں کے ساتھ کام کرتی ہے، بغیر کسی اضافی ماخذ کے یپرچرنگ یا کولیمیشن کے۔ مثال کے طور پر، 100 ایم یو ایم فوکل اسپاٹس معمول کے مطابق استعمال کیے جاتے ہیں جو مطابقت رکھتے ہیں، مثال کے طور پر، تشخیصی میموگرافی سسٹم۔ مقداری مرحلے کی بازیافت کا مظاہرہ (غیر مربوط) متضاد ذرائع کے ساتھ بھی کیا گیا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ کچھ معاملات میں نتائج سنکروٹران گولڈ اسٹینڈرڈ سے ملتے جلتے حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ نسبتا سادہ ایج-ایلیومینیشن سیٹ اپ کے نتیجے میں مرحلے کی حساسیت کم از کم دوسرے مرحلے کے برعکس ایکس رے امیجنگ تکنیک کے ساتھ موازنہ کی جاتی ہے، جس کے نتیجے میں متعدد فوائد ہوتے ہیں، جن میں ایک ہی ماخذ طاقت کے لیے نمائش کا وقت کم ہونا، تابکاری کی خوراک میں کمی، ماحولیاتی کمپن کے خلاف مضبوطی، اور اعلی ایکس رے توانائی تک آسان رسائی شامل ہیں۔ مزید برآں، چونکہ ان کے پہلو کا تناسب خاص طور پر مطلوب نہیں ہے، اس لیے ماسک سستے ہوتے ہیں، بنانے میں آسان ہوتے ہیں (e.g.do کو ایکس رے لیتھوگرافی کی ضرورت نہیں ہوتی ہے) اور پہلے ہی بڑے علاقوں تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ طریقہ کار کو آسانی سے دو سمتوں میں مرحلے کی حساسیت تک بڑھایا جاتا ہے، مثال کے طور پر، ہر ڈٹیکٹر پکسل میں دو آرتھوگنل کناروں کی بیک وقت روشنی کے لیے ایل کی شکل کے یپرچرز کے احساس کے ذریعے۔ زیادہ عام طور پر، جب کہ اس کے آسان ترین نفاذ میں بیملیٹس انفرادی پکسل قطاروں (یا پکسلز) سے میل کھاتے ہیں، یہ طریقہ انتہائی لچکدار ہے، اور، مثال کے طور پر، غیر معمولی ڈٹیکٹرز اور غیر متناسب ماسک استعمال کیے جا سکتے ہیں اور کمپیکٹ اور خوردبین نظام بنائے جا سکتے ہیں۔ اب تک اس طریقہ کار کا سیکیورٹی اسکیننگ، بائیولوجیکل امیجنگ، میٹریل سائنس، پیلیوونٹولوجی اور دیگر شعبوں میں کامیابی کے ساتھ مظاہرہ کیا گیا ہے ؛ تھری ڈی (کمپیوٹیڈ ٹومیگرافی) میں موافقت کا بھی مظاہرہ کیا گیا۔ روایتی ایکس رے ذرائع کے ساتھ استعمال کے لیے سادہ ترجمہ کے ساتھ ساتھ، مربوط سنکروٹرون تابکاری کے ساتھ کنارے کی روشنی کے نفاذ میں کافی فوائد ہیں، جن میں بہت زیادہ ایکس رے توانائیوں اور اعلی کونیی قراردادوں پر اعلی کارکردگی ہے۔ طب میں فیز کانٹریسٹ ایکس رے امیجنگ طبی امیجنگ کے تناظر میں فیز کانٹریسٹ کے چار ممکنہ فوائد کی نشاندہی کی گئی ہے: فیز کانٹریسٹ سگنل سے شور کے تناسب کو بڑھانے کا وعدہ کرتا ہے کیونکہ نرم بافتوں میں فیز شفٹ بہت سے معاملات میں جذب سے کافی زیادہ ہوتی ہے۔ فیز کانٹرسٹ میں جذب کے برعکس توانائی کا انحصار مختلف ہوتا ہے، جو روایتی خوراک-موازنہ تجارت کو تبدیل کرتا ہے اور زیادہ فوٹون توانائیاں نتیجے میں کم خوراک (کم ٹشو جذب ہونے کی وجہ سے) اور ایکس رے ٹیوب سے زیادہ آؤٹ پٹ کے ساتھ زیادہ سے زیادہ ہو سکتی ہیں (زیادہ ایکسلریشن وولٹیج استعمال کرنے کے آپشن کی وجہ سے) فیز کانٹرسٹ ایک مختلف کانٹرسٹ میکانزم ہے جو جذب کے برعکس دیگر ہدف کی خصوصیات کو بڑھاتا ہے، جو کچھ معاملات میں فائدہ مند ہو سکتا ہے۔ کچھ فیز-کانٹرسٹ احساسات کے ذریعہ فراہم کردہ ڈارک فیلڈ سگنل ہدف کے چھوٹے زاویے کے بکھرنے کی خصوصیات کے بارے میں اضافی معلومات پیش کرتا ہے۔ فیز-اور جذب-موازنہ میموگرافی کا مقداری موازنہ جس نے حقیقت پسندانہ رکاوٹوں کو مدنظر رکھا (خوراک، جیومیٹری، اور فوٹون اکانومی) نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ گریٹنگ پر مبنی فیز-کانٹریسٹ امیجنگ (ٹیلبوٹ انٹرفیرومیٹری) جذب کے برعکس کے مقابلے میں عام سگنل-فرق-سے-شور میں بہتری کی نمائش نہیں کرتی ہے، لیکن کارکردگی انتہائی کام پر منحصر ہے۔ اس طرح کا موازنہ ابھی تمام مرحلے کے برعکس طریقوں کے لیے کیا جانا باقی ہے، تاہم، مندرجہ ذیل تحفظات اس طرح کے موازنہ کے لیے مرکزی ہیں: مرحلے کے برعکس کے لیے بہترین امیجنگ توانائی جذب کے برعکس سے زیادہ اور ہدف سے آزاد ہے۔ تفریقی مرحلے کے برعکس امیجنگ کے طریقے جیسے، مثال کے طور پر، تجزیہ کار پر مبنی امیجنگ، گریٹنگ بیسڈ امیجنگ اور ایج ایلیومینیشن اندرونی طور پر مرحلے کے تفریق کا پتہ لگاتے ہیں، جس کی وجہ سے شور-طاقت سپیکٹرم مقامی تعدد کے ساتھ تیزی سے کم ہوتا ہے تاکہ اس مرحلے کا تضاد چھوٹے اور تیز اہداف کے لیے فائدہ مند ہو، مثال کے طور پر، ٹھوس ٹیومر کے بجائے ٹیومر سپیکولا، اور پتہ لگانے کے کاموں کے بجائے امتیازی کاموں کے لیے۔ فیز کانٹراسٹ ایسے مواد کا پتہ لگانے کی حمایت کرتا ہے جو جوہری نمبر میں فرق والے مواد کے بجائے پس منظر کے ٹشو کے مقابلے میں کثافت میں مختلف ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، کیلسیفائیڈ ڈھانچوں کا پتہ لگانے/امتیازی سلوک کے لیے بہتری نرم بافتوں کی بہتری سے کم ہے۔ گریٹنگ پر مبنی امیجنگ سپیکٹرم بینڈوتھ کے لیے نسبتا غیر حساس ہے۔ تاہم، یہ بھی نوٹ کیا جانا چاہیے کہ دیگر تکنیکیں جیسے پروپیگنڈے پر مبنی امیجنگ اور ایج-ایلیومینیشن اس حد تک زیادہ غیر حساس ہیں کہ انہیں عملی طور پر بے رنگ سمجھا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، اگر فیز کانٹریسٹ امیجنگ کو توانائی کے حساس فوٹون گنتی ڈٹیکٹر کے ساتھ جوڑا جاتا ہے، تو پتہ لگایا گیا سپیکٹرم کو زیادہ سے زیادہ پتہ لگانے کی کارکردگی کے لیے وزن کیا جا سکتا ہے۔ گریٹنگ پر مبنی امیجنگ ماخذ کے سائز کے لیے حساس ہے، جسے چھوٹا رکھا جانا چاہیے ؛ درحقیقت، کم چمک والے ایکس رے ذرائع کے ساتھ اس کے نفاذ کو قابل بنانے کے لیے "ماخذ" گریٹنگ کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ اسی طرح کے تحفظات پروپیگنڈے پر مبنی امیجنگ اور دیگر طریقوں پر لاگو ہوتے ہیں۔ فیز کانٹریسٹ امیجنگ میں اعلی بہترین توانائی چھوٹے ماخذ کے سائز میں جانے پر بہاؤ کے کچھ نقصان کی تلافی کرتی ہے (کیونکہ ایکس رے ٹیوب کے لیے ایک اعلی ایکسلریشن وولٹیج استعمال کیا جا سکتا ہے)، لیکن فوٹون اکانومی ایک مسئلہ بنی ہوئی ہے۔ تاہم، یہ بات قابل ذکر ہے کہ کنارے کی روشنی 100 مائکرون تک کے ماخذ سائز کے ساتھ کام کرنے کے لیے ثابت ہوئی تھی، جو کچھ موجودہ میموگرافی ذرائع کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے، بغیر کسی ماخذ گریٹنگ کے۔ کچھ ٹریڈ آفس کو دائیں ہاتھ کی شکل میں دکھایا گیا ہے، جو ہدف کے سائز کے فنکشن کے طور پر میموگرافی میں مطابقت کے مختلف اہداف کا پتہ لگانے کے لیے جذب کے برعکس مرحلے کے برعکس کے فائدے کو ظاہر کرتا ہے۔ نوٹ کریں کہ ان نتائج میں ڈارک فیلڈ سگنل کے ممکنہ فوائد شامل نہیں ہیں۔ ابتدائی، لیب پر مبنی مطالعات کے بعد۔ کمپیوٹیڈ ٹومیگرافی اور میموگرافی، فیز کانٹرسٹ امیجنگ کا اطلاق حقیقی طبی ایپلی کیشنز میں ہونا شروع ہو گیا ہے، جیسے پھیپھڑوں کی امیجنگ، انتہاؤں کی امیجنگ، انٹرا آپریٹو نمونہ امیجنگ۔ ویوو میں فیز کانٹرسٹ امیجنگ کی ایپلی کیشنز کو ٹریسٹے، اٹلی میں کیے گئے سنکروٹرون تابکاری کے ساتھ اہم میموگرافی مطالعہ کے ذریعے شروع کیا گیا ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط تشخیصی ریڈیولوجی ایکس رے آلات امیجنگ انٹرفیرومیٹری