Tomografia

Tomografia jest techniką obrazowania , powszechnie stosowany w obrazowaniu medycznym , jak również geofizycznych w astrofizyki i materiałów mechaniki . Technika ta umożliwia rekonstrukcję objętości obiektu z serii pomiarów wykonanych spoza tego obiektu.

Zasada

Tomografia (gr. rdzeń tomê , przekrój , a więc reprezentacja w przekrojach) to technika polegająca na rekonstrukcji objętości obiektu (ciała ludzkiego w przypadku obrazowania medycznego, budowy geologicznej w przypadku geofizyki ) z szeregu pomiary wywiezione poza obiekt. Pomiary te można wykonać na samej powierzchni lub na odległość. Efektem jest odtworzenie pewnych właściwości wnętrza obiektu, w zależności od rodzaju informacji dostarczanej przez czujniki (wychwytywanie cząstki, ciśnienie dźwięku, tłumienie wiązki światła, różnica prędkości lub polaryzacja fali sejsmicznej) . ...). MRI , na przykład, dostarczenia danych anatomicznych, ale podobna do tego, co można by uzyskać przez odcięcie z przedmiotu cienko i fotografuje te płytki są rzeczywiście mapowania powodu relaksacji (powrót do stanu równowagi) różnicowy obrotów na atomie z wodorem w woda - główny składnik tkanek organicznych.

Tomografię, z matematycznego punktu widzenia, można podzielić na dwa etapy. Przede wszystkim wymaga opracowania modelu bezpośredniego , wystarczająco wiernie opisującego mierzone zjawiska fizyczne. Następnie wyznaczamy problem odwrotny związany z modelem bezpośrednim lub rekonstrukcją służącą do znalezienia rozkładu trójwymiarowego na podstawie modelu bezpośredniego. Prostym przykładem może być pochodna magicznego kwadratu , gdzie w kwadracie są trzy rzędy po trzy cyfry, pod warunkiem, że cyfry od 1 do 9 pojawią się tylko raz. Model bezpośredni polegałby na obliczeniu sumy każdego wiersza i każdej kolumny już wypełnionego kwadratu. Model odwrotny polega, znając sumy, na wypełnieniu kwadratu.

Algorytmy rekonstrukcji mogą być bardzo zróżnicowane, ale często dzieli się je na dwie kategorie:

Tomografia znajduje zastosowanie w medycynie, naukach o Ziemi, termice ...

Aplikacje

Tomografia może być wykorzystywana w wielu dziedzinach. W dziedzinie zdrowia, obrazowania medycznego , czy biologii. W mikroskopii tomografia pozwala na przykład lepiej zrozumieć, jak działa „silnik biologiczny” wici , który umożliwia ruchliwym bakteriom szybkie poruszanie się w płynach lub lepkich płynach (tak jest w przypadku bakterii spiralnych krętków ). Ponadto, P r  Rubén Fernández-Busnadiego i jego zespół byli w stanie zrekonstruować model synapsy w pracy, wszystko w 3D .

Poza dziedziną zdrowia tomografia znajduje zastosowanie w paleontologii i archeologii . Stosowany do paleoantropologii , tomografię komputerową pozwala badać wewnętrznych struktur kopalnych hominidami i skompensować zmiany poddany podczas fosylizacji ( Yunxian Homo erectus kopalnego w Chinach).

Wreszcie technika ta jest również wykorzystywana w geofizyce, poszukiwaniach ropy naftowej, fizyce i materiałoznawstwie, a także do kontroli produkcji części i kontroli bagażu.

Techniki

Główne techniki tomograficzne to:

Pionierzy

Zobacz również

Uwagi i referencje

  1. (w) Philippe P. Loud , „  Algorytmy analityczne i iteracyjne rekonstrukcji w SPECT  ” , Journal of Nuclear Medicine , tom.  43 N O  10,1 st październik 2002, s.  1343-1358 ( ISSN  0161-5505 i 2159-662X , PMID  12368373 , odczyt online , dostęp 11 sierpnia 2017 )
  2. Kriotomografia elektronowa T. primitia i jej peryplazmatycznego silnika wiciowego . , Natura. Po więcej szczegółów patrz: Gavin E. Murphy, Jared R. Leadbetter i Grant J. Jensen Struktura in situ kompletnego wiciowego silnika Treponema primitia  ; Naturę 442, 1062-1064 (31 sierpnia 2006); 10.1038 / natura05015 ( podsumowanie )
  3. Rubén Fernández-Busnadiego, Benoît Zuber, Ulrike Elisabeth Maurer, Marek Cyrklaff, Wolfgang Baumeister, Vladan Lucic; Analiza ilościowa natywnej presynaptycznej cytomatrycy metodą tomografii krioelektronowej  ; Czasopismo Biologii Komórki , 2010; 188 (1): 145 DOI: 10.1083/jcb.200908082.
  4. "  Kontrola części metodą tomografii rentgenowskiej  " , na MetalBlog ,9 listopada 2017 r.
  5. Załącznik B; Zasada tomografii elektrycznego do pracy Celine Rentier zwany stochastyczny sposób wytyczenia ochronnej wokół obszarów zlewni - opakowanie według K pomiarów przewodności hydrauliczne, piezometrycznych wysokości h i oporu elektrycznego ρ obsługiwany z 2003-03 -14
  6. Michel Chouteau i Erwan Gloaguen, tomografia elektryczna w inżynierii i środowisku , konsultacja 23.04.2013
  7. Guy Pallardy, Marie-José Pallardy, Auguste Wackenheim, Ilustrowana historia radiologii , R. Dacosta, 1989