Ανάλυση κίνησης με ακτίνες Χ: 7 σημαντικοί παράγοντες που σχετίζονται με αυτήν

Περιεχόμενα

Ποια είναι η σχέση μεταξύ της ανάλυσης κίνησης ακτίνων Χ και του πεδίου της σεισμολογίας;

Η σεισμολογία είναι η μελέτη των σεισμικών κυμάτων, των σεισμών και της δομής του εσωτερικού της Γης. «Εξερευνήστε το πεδίο της σεισμολογίας» για να αποκτήσουν μια βαθύτερη κατανόηση αυτού του επιστημονικού κλάδου. Η ανάλυση κίνησης με ακτίνες Χ, από την άλλη πλευρά, είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για την ανάλυση της κίνησης των αντικειμένων με τη λήψη και την εξέταση εικόνων ακτίνων Χ. Ενώ αυτές οι δύο έννοιες μπορεί αρχικά να φαίνονται άσχετες, υπάρχει στην πραγματικότητα μια συναρπαστική τομή μεταξύ τους. Χρησιμοποιώντας τεχνικές ανάλυσης κίνησης ακτίνων Χ, οι ερευνητές μπορούν να διερευνήσουν τη συμπεριφορά των πετρωμάτων και άλλων υλικών υπό πίεση, η οποία παρέχει πολύτιμες γνώσεις για τη σεισμική δραστηριότητα και συμβάλλει στην πρόοδο της σεισμολογίας. Αυτή η ενσωμάτωση της ανάλυσης κίνησης ακτίνων Χ σε σεισμολογικές μελέτες έχει συμβάλει σημαντικά στην κατανόηση των σεισμών και των γεωλογικών διεργασιών της Γης.

Τι είναι η ακτινογραφία;

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες με μήκος κύματος από 10-8 - 10-11 m (συχνότητες μεταξύ 3 × 1019 και 3 × 1016 Hz). Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται για ακύρωση καρκινικών κυττάρων, σε μηχανήματα ακτινογραφίας, ανάλυση κίνησης, ακτινοθεραπεία, υπολογιστική τομογραφία, προβολική ακτινογραφία κ.λπ.

Τι είναι η ανάλυση X-Ray Motion;

Η ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ αναφέρεται στη διαδικασία παρακολούθησης της κίνησης αντικειμένων ή σωμάτων με τη βοήθεια ακτίνων Χ. Σε αυτήν την τεχνική, το αντικείμενο που πρόκειται να αναλυθεί τοποθετείται στο κέντρο της ακτίνας X για απεικόνιση χρησιμοποιώντας έναν ενισχυτή εικόνας ή μια κάμερα υψηλής ταχύτητας. Αυτό επιτρέπει την εγγραφή βίντεο υψηλής ποιότητας κίνησης αντικειμένων που δειγματοληψούνται πολλές φορές ανά δευτερόλεπτο. Η τεχνολογία ανάλυσης κίνησης X-Ra μπορεί να ποικίλει ως προς τις ρυθμίσεις ακτίνων Χ για την απεικόνιση συγκεκριμένων δομών σε ένα σώμα, όπως οστά ή χόνδρος. Η μέτρηση της σκελετικής κίνησης έχει μεγάλη σημασία στη μελέτη των ενεργειακών σπονδυλωτών, του ελέγχου κινητήρα και της βιομηχανικής.

Τι είναι ένας ενισχυτής εικόνας;

Ενισχυτές εικόνας: Ένας ενισχυτής εικόνας είναι μια συσκευή που λειτουργεί με ακτίνες Χ για διαδικασίες "σε πραγματικό χρόνο", όπως μελέτες αντίθεσης των κοίλων οργάνων με φθοριοσκόπηση ή για τις διαδικασίες αγγειογραφίας. Η μετατροπή των ακτίνων Χ σε ορατό φως γίνεται σε πολύ υψηλή ένταση σε σύγκριση με τις οθόνες φθορισμού.

Ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ
Σχηματική αναπαράσταση του ενισχυτή εικόνας ακτίνων Χ. (Ανιχνευτές ακτίνων Χ) Πηγή εικόνας: ΚιριάνχμερXii Σχηματικό, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Ποιοι είναι οι τύποι απεικόνισης ακτίνων Χ;

Επίπεδο: Η επίπεδη απεικόνιση επιτρέπει την παρακολούθηση της κίνησης των αντικειμένων σε ένα δισδιάστατο επίπεδο της ακτινογραφίας. Αυτό εκτελείται από μια κάμερα και έναν μόνο πομπό X-Ray. Η ανάλυση κίνησης διεξάγεται παράλληλα με το επίπεδο απεικόνισης της κάμερας έτσι ώστε η κίνηση του αντικειμένου να μπορεί να παρακολουθείται με ακρίβεια. Η απεικόνιση πραγματοποιείται στο οβελιαίο επίπεδο για ανάλυση βάδισης, έτσι ώστε να μπορεί να επιτευχθεί πολύ ακριβής παρακολούθηση μεγάλων κινήσεων. Σήμερα, εφευρέθηκαν μέθοδοι για την ανάλυση και των 6 βαθμών ελευθερίας κίνησης από μια επίπεδη ακτινογραφία και ένα μοντέλο του αντικειμένου που πρέπει να παρακολουθηθεί.

Αυτά τα όργανα μπορούν να λειτουργήσουν ως άμεσοι ψηφιακοί ανιχνευτές, δηλαδή μπορούν να μετατρέψουν άμεσα φωτόνια ακτίνων Χ σε ηλεκτρικά φορτία που σχηματίζουν μια ψηφιακή εικόνα. Σε έμμεσους ψηφιακούς ανιχνευτές, τα φωτόνια ακτίνων Χ μετατρέπονται πρώτα σε ορατό φως και μετά σε ηλεκτρικά σήματα. Τόσο οι έμμεσοι όσο και οι άμεσοι ψηφιακοί ανιχνευτές είναι ικανοί να ανιχνεύουν και να μεταμορφώνουν το προκύπτον ηλεκτρονικό σήμα σε ψηφιακή εικόνα χρησιμοποιώντας τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης.

Μηχάνημα ακτίνων Χ σε χειροπρακτικό γραφείο Νοέμβριος 2006
Ένα επίπεδο σύστημα απεικόνισης ακτίνων Χ. Ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ Πηγή εικόνας: Μάικλ Ντόραους από τη Βενετία, Μηχάνημα ακτίνων Χ σε Χειροπρακτικό Γραφείο - Νοέμβριος 2006CC BY-SA 2.0

Διπλό: Η διπλή απεικόνιση επιτρέπει την παρακολούθηση της κίνησης των αντικειμένων που επεκτείνονται σε έναν τρισδιάστατο όγκο του επιπέδου απεικόνισης της ακτινογραφίας. Αυτό εκτελείται από μια κάμερα και δύο εκπομπούς ακτίνων Χ. Η απεικόνιση εμφανίζεται στη διασταύρωση δύο ακτίνων Χ. Για το λόγο αυτό, το συνολικό μέγεθος περιορίζεται από την περιοχή των εκπομπών ακτίνων Χ. Αυτή η τεχνική δεν είναι εφικτή μερικές φορές, καθώς υπάρχει μόνο ένας πομπός ακτίνων Χ που είναι διαθέσιμος τις περισσότερες φορές.

Εφημερίδα.pone .0149377.g001
Ένα παράδειγμα ρύθμισης συστήματος διπλής φθοροσκοπίας σε αρουραίους. Ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ. Πηγή εικόνας: Matthew F. Bonnan, Jason Shulman, Radha Varadharajan, Corey Gilbert, Mary Wilkes, Angela Horner, Elizabeth Brainerd, Journal.pone.0149377.g001CC BY-SA 4.0

Ποιες είναι οι τεχνικές παρακολούθησης στην ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ;

Υπάρχουν δύο τύποι τεχνικών παρακολούθησης στην ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ:

  1. Με σήμανση: Η τεχνική παρακολούθησης με σήμανση χρησιμοποιεί ανακλαστικούς δείκτες για τη λήψη εικόνων. Ο επιλεγμένος δείκτης πρέπει να είναι αδιαφανής στη δεδομένη εικόνα ακτίνων Χ. Οι δείκτες είτε τοποθετούνται στο δέρμα του υποκειμένου είτε εμφυτεύονται στα οστά του υποκειμένου, για παρακολούθηση της κίνησης των υποκείμενων οστών. Στη συνέχεια, αυτοί οι δείκτες παρακολουθούνται σε σχέση με τις φωτογραφικές μηχανές ακτίνων Χ και η κίνηση που παρατηρείται χαρτογραφείται στα τοπικά ανατομικά σώματα.
  2. Χωρίς σήμα: Με τη σύγχρονη τεχνολογία, είναι πλέον δυνατή η παρακολούθηση κίνησης χωρίς τη χρήση ραδιοαδιαφανών δεικτών. Το αντικείμενο που πρόκειται να αναλυθεί μπορεί να επικαλυφθεί στις εικόνες του βίντεο ακτίνων Χ σε κάθε καρέ με τη βοήθεια ενός τρισδιάστατου μοντέλου του αντικειμένου. Ο προσανατολισμός του μοντέλου 3D του αντικειμένου παρακολουθείται σε σχέση με τις φωτογραφικές μηχανές ακτίνων Χ. Η κίνηση που παρατηρείται αντιστοιχεί στις τυπικές ανατομικές κινήσεις με τη βοήθεια ενός τοπικού συστήματος συντεταγμένων.
Ενεργοποίηση σήματος2
Αυτό δείχνει ένα σύστημα ενεργού δείκτη υψηλής ανάλυσης με μοναδική αναγνώριση, με ανάλυση 3,600 × 3,600 στη συχνότητα 960 hertz, παρέχοντας θέσεις υπογόμετρου σε πραγματικό χρόνο. Ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ. Πηγή εικόνας: Ιπποκρίτης at Αγγλικά WikipediaΕνεργοποίηση σήματος2, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Πώς γίνεται η ανάλυση ακτίνων Χ;

Στην περίπτωση της επίπεδης απεικόνισης ακτίνων Χ, η κίνηση των δεικτών παρακολουθείται χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο λογισμικό. Το λογισμικό μπορεί να ελεγχθεί χειροκίνητα ή αυτόματα για τον εντοπισμό των αντικειμένων για κάθε καρέ του βίντεο. Η αυτόματη παρακολούθηση, ωστόσο, απαιτεί μη αυτόματη επίβλεψη για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων. Τα αποτελέσματα παρακολούθησης εφαρμόζονται στη συνέχεια στα τοπικά ανατομικά σώματα.

Σε περίπτωση διπλής απεικόνισης ακτίνων Χ, επίσης, η κίνηση των δεικτών παρακολουθείται χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο λογισμικό. Παρόμοια με την επίπεδη απεικόνιση, το λογισμικό μπορεί να ελεγχθεί χειροκίνητα ή αυτόματα για τον εντοπισμό των αντικειμένων για κάθε καρέ του βίντεο. Ωστόσο, κατά τη διπλή απεικόνιση, η παρακολούθηση πρέπει να εκτελείται ταυτόχρονα και στα δύο καρέ βίντεο. Σε αυτήν την περίπτωση και οι δύο κάμερες ακτίνων Χ πρέπει να βαθμονομηθούν με τη βοήθεια ενός αντικειμένου γνωστού όγκου. Τα αποτελέσματα παρακολούθησης εφαρμόζονται στη συνέχεια στα τοπικά ανατομικά σώματα.

Ποιες είναι οι εφαρμογές της ανάλυσης κίνησης ακτίνων Χ;

Η ανάλυση κίνησης ακτίνων Χ χρησιμοποιείται για

  • Μέτρηση της κινηματικής των κάτω άκρων στην ανάλυση βάδισης του ανθρώπου.
  • Εκτέλεση ανάλυσης ροπής άρθρωσης με συνδυασμό ανάλυσης κίνησης ακτίνων Χ με πλατφόρμες δύναμης.
  • Ποσοτικός προσδιορισμός της οστεοαρθρίτιδας στο γόνατο.
  • Εκτίμηση των περιοχών επαφής του χόνδρου του γόνατος.
  • Ανάλυση των αποτελεσμάτων της επιδιόρθωσης της περιστροφικής μανσέτας παρατηρώντας τις εικόνες της άρθρωσης του ώμου.
  • Ανάλυση της κίνησης των ζώων.
  • Ανάλυση κινούμενων μορφολογιών, όπως ο μαστικός χοίρος και η κίνηση του κροταφογναθική άρθρωση σε κουνέλια.
  • Καταγραφή της κίνησης των οστών που κρύβεται από μαλακό ιστό.
  • Μέτρηση σκελετικής κίνησης.

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις ακτινογραφίες επισκεφθείτε https://lambdageeks.com/x-ray-detector-definition-2-important-types/

Διαβάστε επίσης: