تصوير طبقي صغري بالآشعة السينية
تصوير طبقي صغري بالآشعة السينية أوالتصوير الطبقي المبرمج المكروي X-ray microtomography هي تقنية بشكل مشابه للتصوير الطبقي المبرمج تستخدم أشعة إكس لإنشاء مقاطع عرضية في جسم ثلاثي الأبعاد والتي تستخدم فيما بعد في الكثير من الأحيان من أجل إنشاء نموذج للجسم دون الحاجة لتحطيم الجسم الأصلي، وتشير حدثة "مكروي" إلى قياس البكسل حيثقد يكون من مرتبة الميكرومتر. تعهد هذه التقنية أحيانا باسم التصوير الطبقي المبرمج الصناعي لكثرة تطبيقاتها الصناعية.
مزايا
تكون الأجهزة المستخدمة في هذه النوعية من التصوير ذات حجم أصغر بكثير من تلك المستخدمة في تصوير الإنسان وذلك لاستخدامها في تصوير أجسام ذات أحجام أصغر من الجسم البشري. وبشكل عام، هناك نمطين رئيسيين لهذه الأجهزة من حيث التصميم في الأولقد يكون مصدر أشعة إكس والمستشعرات ثابتة دون حراك أثناء التصوير بينما تدور العينة أوالجسم الخاضع للتصوير. في النوع الثاني والمشابه لأجهزة التصوير الطبقي المبرمج الطبي تكون العنية موضوع التصوير ثابتة أوذات حركة خطية بطئية في المستوي المحوري التي يدور فيها منبع أشعة إكس المستشعرات. يستخدم هذا النوع من التصوير في تصوير الحيوانات الصغيرة، والعينات الطبية، وتصوير الأغذية، والمصنوعات الصغيرة، والآثار والمستاحثات وغيرها من الأجسام صغيرة الحجم والتي يطلب الحصول على صور ذات تفاصيل عالية لها.
تاريخ
بني أول نظام للتصوير الطبقي المبرمج بأشعة إكس من قبل جيم إليوت في أوائل الثمانيات من القرن العشرين. وكانت أوائل الصور بالتصوير الطبقي المبرمج المكروي مأخوذة لشرائح في حلزون استوائي بقياس للبكسل يقدر بحوالي 50 ميكرومتر. إلا حتى هذه التقنية تطورت بشكل ملحوظ بعد وضع خوازمية بناء الصور لحزمة الأشعة الإسطوانية الحلزونية.
مبدأ العمل
- نظام التصوير : هناك نظامين للتصوير
- نظام حزمة المروحة : يعتمد نظام التصوير على مبدأ بناء الصورة لحزمة المروحة بحيثقد يكون هناك منبع واحد لأشعة إكس يطلق حزمة أشعة على شكل قطاع دائري يستقبلها مستشعرات موضعة بشكل مصفوفة خطية وبدوران الجسم ينتج صورة ثنائية الأبعاد مبترية للجسم.
- نظام حزمة المخروط : في هذا النظام تكون مستشعرات أشعة إكس على شكل مصفوفة ثنائية الأبعاد بشكل مشابه لمستشعر الكاميرا الرقمية بالإضافة إلى مصدر لأشعة إكس.
- أنظمة مفتوحة أومغلقة :
- نظام مفتوح : في النظام المفتوح يحدث تسرب لأشعة إكس من النظام وهذا يحتاج من المشغل البقاء خلف حاجز واقي أوخارج الغرفة أوارتداء لباس واقي خاص أثناء عملية إطلاق أشعة إكس. من أكثر الأمثلة انتشارا لهذا النوع هي أجهزة التصوير الطبي البشري أوالمصممة لتصوير أجسام كبيرة الحجم.
- نظام مغلق : في الأنظمة المغلقةقد يكون هناك صندوق واقي يحيط بجهاز التصوير الشعاعي بحيث يمنع تسرب الأشعة للخارج ويكون حجم الجهاز في هذه الحالة صغيرا بحيثقد يكون بالإمكان وضعه على طاولة بجانب المشغل. وعلى الرغم من وجود حاجز محيط إلا أنه يطلب من المشغل أخذ الحيطة وعدم الوجود لفترات طويلة بجانب الجهاز إذا لم تدعوالحاجة وعمل فحوص دورية لكمية الامتصاص الشعاعي وذلك لوجود خاصية للأشعة بحيث تميل لتمتص من قبل المعادن ويعاد بثها فيما بعد. وعلى الرغم من حتى أجهزة التصوير العادية تطلق كميات ضئيلة جدا من الأشعة إلا حتى الاستخدام المتكرر ولفترات طويلة قد يؤدي لوجود خطر التعرض للإشعاعات. تكون الأنظمة المغلقة عادة ذات أوزان كبيرة جدا نظرا لاستخدام مادة الرصاص في الغطاء الواقي لصد تسرب أشعة إكس.
هجريب الصورة ثلاثية الأبعاد
المبدأ
بسبب حتى أجهزة التصوير الطبقي المبرمج المكروي تقدم صور ذات دقة متساوية أوقريبة جدا من التساوي في أجزاء الصورة فإنه ليس هناك حاجة لقصر عرض الصور على الكيفية التقليدية لعرض شرائح ثنائية الأبعاد، بلقد يكون بالإمكان استخدام برامج لبناء صور ثلاثية الأبعاد عن طريق وضع الصور فوق بعضها البعض للشرائح ثنائية الأبعاد، بحيثقد يكون بالإمكان بعد ذلك عرض صور ثلاثية الأبعاد بأشكال مختلفة للجسم المصور.
الإظهار الحجمي
إن الإظهار الحجمي هي تقنية تستخدم لعرض إسقاط ثنائي الأبعاد لمجموعة بيانات مبترة ثلاثية الأبعاد والتي حصل عليها من أجهزة التصوير الطبقي المبرمج المكروي. يتم عادة الحصول على تلك الصور بشكل منتظم (مثلا : شريحة مبتر جميع 1 مم) وتكون عادة ذات عدد منتظم للبكسل في جميع صورة، بحيث عند ترتيب الصور فوق بعضها يتم الحصول على شبكة حجمية منتظمة بحيثقد يكون جميع عنصر حجمي أوما يسمي باسم "فوكسل" ممثلا بقيمة وحيدة تمثل قيمة لونية لذلك العنصر يتناسب مع كثافة المادة المصورة في الجسم.
تقسيم الصورة
على اعتبار حتى أجسام ومواد مختلفة لها كثافات مختلفة وبالتالي شدة لونية مختلفة في الصورةقد يكون من الممكن في بعض الحالات استخدام تلك القيمة اللونية من أجل فصل الأجسام في الصور الحجمية، إلا أنه في الكثير من الحالات خاصة في تلك التيقد يكون فيها الجسم مكونا من عدة مواد ذات كثافات متقاربةقد يكون من الصعب تقسيم الصورة إلا عن طريق استخدام تقنيات وخوارزميات متقدمة أوعن طريق التقسيم اليدوي للصورة.
الاستخدامات الشائعة
- التطبيقات الطبية الحيوية:
- صور الحيوانات الصغيرة سواء في الدراسات الحيوية أوالمخبرية
- عينات العظام مختلفة الأحجام
- تصوير الرئة
- تصوير للقلب والأوعية
- تصوير الأورام (قد يحتاج أحيانا استخدام مادة تباين لوني)
- تصوير الأنسجة الطرية (قد يحتاج أحيانا استخدام مادة تباين لوني)
- الأجهزة الإلكترونية : يتم تصوير وفحص البتر الإلكترونية الصغيرة
- الأجهزة الدقيقة
- المواد المركبة مثل اللدائن المدعمة بالألياف، والمعادن الرغوية
- منتجات اللدائن والبلاستيك
- الألماس : فحص وجود عيوب في الألماس والبحث عن أفضل طريقة في قصه.
- الأطعمة والحبوب
- الخشب والورق : تصوير الخشب لفهم معلومات عن فترات السنوات العمرية وهيكلية الخلايا
- مواد البناء : الصدوع والتشققات في الإسمنت عند تحميله
- جيولوجيا : الحجر الرملي، دراسة الفجوات والتدفق
- المستحاثات
- الفضاء : البحث عن الغبار الفضائي في الأجرام السماوية
