Exploring the Impact of Electromagnetic and Optical Radiation on Physical and Biological Objects and Artifact Reduction using Model-Based Iterative Reconstruction

Abstract

Досліджується вплив електромагнітного та оптичного випромінювання на фізичні та біологічні об’єкти, охоплюючи широкий спектр від фундаментальних фізичних взаємодій до складних біологічних реакцій. Дослідження охоплює електромагнітне випромінювання, включаючи радіохвилі, мікрохвилі, інфрачервоне, видиме світло, ультрафіолет, рентгенівські та гамма-промені. Він має на меті з’ясувати різноманітні наслідки електромагнітного випромінювання для фізичних об’єктів, враховуючи такі явища, як нагрівання, фотоелектричне випромінювання та іонізація. Одночасно дослідження заглиблюється в складну взаємодію між електромагнітним випромінюванням і біологічними об’єктами, охоплюючи іонізуюче та неіонізуюче випромінювання. Крім того, дослідження спрямоване на те, щоб зрозуміти вплив штучних джерел світла, особливо джерел синього світла, на циркадні ритми, фотосинтез у рослин і зір тварин. Це також ілюструє артефакт, створений електромагнітним і оптичним випромінюванням у медичній візуалізації. Ми запропонували метод ітеративної реконструкції на основі моделі (MBIR) для вирішення проблеми зменшення артефактів. Очікується, що отримані результати сприятимуть розробці стратегій пом’якшення потенційних ризиків і використання корисних застосувань у різних наукових, медичних і технологічних областях.

This research investigates the multifaceted effects of electromagnetic and optical radiation on physical and biological entities, spanning a spectrum from fundamental physical interactions to intricate biological responses. The study encompasses electromagnetic radiation, including radio waves, microwaves, infrared, visible light, ultraviolet, X-rays, and gamma rays. It aims to elucidate the diverse consequences of electromagnetic radiation on physical objects, considering phenomena such as heating, photoelectric emission, and ionisation. Concurrently, the research delves into the intricate interactions between electromagnetic radiation and biological entities, encompassing ionizing and non-ionizing radiation. Furthermore, the research seeks to understand the impact of artificial light sources, especially those rich in blue wavelengths, on circadian rhythms, photosynthesis in plants, and animal vision. It also illustrates the Artifact introduced by electromagnetic and optical radiation in medical imaging. We proposed the Model-Based Iterative Reconstruction (MBIR) method to address the Artifact Reduction. The findings are anticipated to contribute to developing strategies for mitigating potential risks and harnessing beneficial applications in various scientific, medical, and technological domains.