Rentgenová analýza pohybu: 7 důležitých faktorů s tím souvisejících

Obsah

Jaký je vztah mezi rentgenovou pohybovou analýzou a oblastí seismologie?

Seismologie je studium seismických vln, zemětřesení a struktury nitra Země. „Prozkoumejte oblast seismologie“ k hlubšímu pochopení této vědní disciplíny. Rentgenová pohybová analýza je na druhé straně technika používaná k analýze pohybu objektů zachycováním a zkoumáním rentgenových snímků. I když se tyto dva pojmy mohou zpočátku zdát nesouvisející, ve skutečnosti mezi nimi existuje fascinující průnik. Využitím technik rentgenové analýzy pohybu mohou výzkumníci zkoumat chování hornin a jiných materiálů pod napětím, což poskytuje cenné poznatky o seismické aktivitě a přispívá k pokroku v seismologii. Tato integrace rentgenové pohybové analýzy do seismologických studií významně přispěla k našemu pochopení zemětřesení a geologických procesů Země.

Co je rentgen?

Rentgenové záření je elektromagnetické záření s vlnovou délkou v rozmezí od 10-8 - 10-11 m (frekvence mezi 3 × 1019 a 3 × 1016 Hz). Rentgenové paprsky se používají k vynulování rakovinných buněk, v rentgenových přístrojích, pohybové analýze, radioterapii, počítačové tomografii, projekční radiografie atd.

Co je to rentgenová pohybová analýza?

Rentgenová pohybová analýza se týká procesu sledování pohybu objektů nebo těl pomocí rentgenových paprsků. V této technice je objekt, který má být analyzován, umístěn do středu rentgenového paprsku pro zobrazování pomocí zesilovače obrazu nebo vysokorychlostní kamery. To umožňuje nahrávat vysoce kvalitní videa pohybu objektu vzorkovaná mnohokrát za sekundu. Technologie analýzy pohybu X-Ra se může lišit, pokud jde o nastavení rentgenového záření pro vizualizaci specifických struktur v těle, jako jsou kosti nebo chrupavka. Měření kosterního pohybu má velký význam při studiu energetiky obratlovců, řízení motorů a biomechaniky.

Co je zesilovač obrazu?

Zesilovače obrazu: Zesilovač obrazu je zařízení, které pracuje s rentgenovými paprsky pro procesy „v reálném čase“, jako jsou kontrastní studie dutých orgánů pomocí fluoroskopie nebo pro postupy angiografie. Ke konverzi rentgenových paprsků na viditelné světlo dochází ve srovnání s fluorescenčními obrazovkami při velmi vysoké intenzitě.

Rentgenová pohybová analýza
Schematické znázornění rentgenového zesilovače obrazu. (Rentgenové detektory) Zdroj obrázku: KieranmaherXiiSchematic, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

Jaké jsou typy rentgenového zobrazování?

Rovinný: Planární zobrazování umožňuje sledovat pohyb objektů v dvourozměrné rovině rentgenového záření. To je prováděno kamerou a jediným rentgenovým zářičem. Analýza pohybu se provádí rovnoběžně se zobrazovací rovinou kamery, aby bylo možné přesně sledovat pohyb objektu. Zobrazování se provádí v sagitální rovině pro analýzu chůze, takže lze dosáhnout vysoce přesného sledování velkých pohybů. V současné době byly vyvinuty metody pro analýzu všech 6 stupňů volnosti pohybu z rovinného rentgenového záření a modelu sledovaného objektu.

Tyto přístroje mohou fungovat jako přímé digitální detektory, tj. Mohou přímo převádět rentgenové fotony na elektrické náboje, které tvoří digitální obraz. V nepřímých digitálních detektorech jsou rentgenové fotony nejprve transformovány na viditelné světlo a poté na elektrické signály. Nepřímé i přímé digitální detektory jsou schopné detekovat a transformovat výsledný elektronický signál na digitální obraz pomocí tenkovrstvých tranzistorů.

Rentgenový přístroj v chiropraktické kanceláři listopad 2006
Planární rentgenový zobrazovací systém. Rentgenová pohybová analýza Zdroj obrázku: Michael Dorausch z Benátek, Rentgenový přístroj v chiropraktické kanceláři - listopad 2006CC BY-SA 2.0

Biplanární: Biplanární zobrazování umožňuje sledovat pohyb objektů rozšiřujících se na 3-D objem zobrazovací roviny rentgenového záření. To je prováděno kamerou a dvěma rentgenovými zářiči. Zobrazování probíhá na křižovatce dvou rentgenových paprsků. Z tohoto důvodu je celková velikost omezena oblastí rentgenových zářičů. Tato technika není někdy možná, protože většinu času je k dispozici pouze jeden rentgenový zářič.

Journal.pone .0149377.g001
Příklad nastavení biplanárního systému fluoroskopie na kryse. Analýza rentgenového pohybu. Zdroj obrázku: Matthew F. Bonnan, Jason Shulman, Radha Varadharajan, Corey Gilbert, Mary Wilkes, Angela Horner, Elizabeth Brainerd, Journal.pone.0149377.g001CC BY-SA 4.0

Jaké jsou techniky sledování v rentgenové analýze pohybu?

V rentgenové analýze pohybu existují dva typy sledovacích technik:

  1. Označené: Technika značeného sledování používá k zachycení obrázků reflexní značky. Zvolený marker by měl být na daném rentgenovém snímku neprůhledný. Značky jsou buď umístěny na kůži subjektu, nebo jsou implantovány do kostí subjektu, aby bylo možné sledovat pohyb podkladových kostí. Tyto markery jsou poté sledovány vzhledem k rentgenové kameře (kamerám) a pozorovaný pohyb je mapován na místní anatomická těla.
  2. Bez označení: Díky moderní technologii je nyní možné sledovat pohyb bez použití neprůhledných značek. Objekt, který má být analyzován, může být překryt na obrazy rentgenového videa v každém snímku pomocí 3D modelu objektu. Orientace 3D modelu objektu je sledována s ohledem na rentgenové kamery. Pozorovaný pohyb je pomocí lokálního souřadnicového systému mapován na standardní anatomické pohyby.
Activemarker2
To ukazuje jedinečně identifikovaný systém aktivních značek s vysokým rozlišením s rozlišením 3,600 3,600 × 960 XNUMX na frekvenci XNUMX hertzů poskytující polohy submilimetru v reálném čase. Analýza rentgenového pohybu. Zdroj obrázku: Hipokrit at Anglicky WikipediaActivemarker2, označeno jako public domain, více podrobností o Wikimedia Commons

Jak probíhá rentgenová analýza?

V případě planárního rentgenového zobrazování je pohyb značek sledován pomocí specializovaného softwaru. Software lze buď ručně ovládat, nebo automaticky vyhledávat objekty pro každý snímek videa. Automatické sledování však vyžaduje ruční dohled pro získání optimálních výsledků. Výsledky sledování jsou poté implementovány do místních anatomických těl.

V případě biplanárního rentgenového zobrazování je také pohyb značek sledován pomocí specializovaného softwaru. Podobně jako u planárního zobrazování může software buď ručně ovládat, nebo automaticky vyhledávat objekty pro každý snímek videa. V biplanárním zobrazování je však třeba provádět sledování na obou videozáznamech současně. v tomto případě je nutné obě rentgenové kamery kalibrovat pomocí předmětu známého objemu. Výsledky sledování jsou poté implementovány do místních anatomických těl.

Jaké jsou aplikace rentgenové analýzy pohybu?

Používá se rentgenová pohybová analýza

  • Měření kinematiky dolních končetin v analýze lidské chůze.
  • Provádění společné analýzy točivého momentu kombinací rentgenové analýzy pohybu s silové platformy.
  • Kvantifikace osteoartrózy v koleni.
  • Odhad kontaktních oblastí kolenní chrupavky.
  • Analýza výsledků opravy manžety rotátoru pozorováním obrazů ramenního kloubu.
  • Analýza zvířecí lokomoce.
  • Analýza pohyblivých morfologií, jako je žvýkání prasat, a pohyb temporomandibulární kloub u králíků.
  • Záznam pohybu kostí zakrytý měkkou tkání.
  • Měření kosterního pohybu.

Chcete-li vědět více o rentgenovém záření, navštivte https://lambdageeks.com/x-ray-detector-definition-2-important-types/

Také čtení: