Томография: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
Редакция без резюме |
Termininja (беседа | приноси) Редакция без резюме |
||
Ред 1:
{{обработка|превръщане в статия за по-общото понятие}}
[[Картинка:HautFingerspitzeOCT.gif|thumb|230px|Оптичната кохерентна томография на върха на пръст]]
'''Томографията''' (от гръцки {{lang-el|τομη}} — сечение) е метод за неразрушително послойно изследване на вътрешната структура на обекта чрез многократното му облъчване с подходящи лъчи (сондиращо излъчване) в различни посоки и последващо „съшиване“ на получените сечения.
Най-популярно приложение намира в [[медицина]]та за получаване на [[медицински изображения|изображения]] на човешкото тяло или отделни органи. В [[индустрия]]та се изобразяват обекти (или параметри на процеси), недостъпни за пряко наблюдение (например поток по тръба или друго индустриално съоръжение). Получените образи спомагат за по-добра инспекция, мониторинг и контрол на процеса - по-този начин може да се повиши производителността и да се постигне по-добро използване на индустриалните мощности. Томографски системи могат да се разработят и за разработване и потвърждаване на модели и теории за процеси, както и за усъвършенстване на инструменталната база.
* Томография с използване на [[звукови вълни]] (в т. число сеизмични):
** ултразвукова томография (УЗТ);
Ред 26:
== Компоненти ==
Основните компоненти на един инструмент за томография на даден процес са хардуер -(източник на сондиращо излъчване, [[сензор]]и, контрол на сигнала/данните) - и [[софтуер]] (реконструиране на сигнала, модули за интерпретация и визуализация, както и генериране на изходни контролни сигнали).
▲Основните компоненти на един инструмент за томография на даден процес са хардуер -(източник на сондиращо излъчване, [[сензор]]и, контрол на сигнала/данните) - и [[софтуер]] (реконструиране на сигнала, модули за интерпретация и визуализация, както и генериране на изходни контролни сигнали).
Сензорната система е сърцето на всяка томографска техника. В основата на всяко изображение лежат разликите в контраста на материала или в свойствата на изследвания процес. Почти всички устройства използват еднотипни сензори, а изборът на измервателната система се определя главно от:
:- природата на компонентите, съдържащи се в съоръжението (тръба, резервоар, реактор и т.н.) или от материала който се изследва (течност, газ, твърдо тяло или многофазна система, както и от пропорциите на веществата в последната)
:- информация за динамиката на процеса (стационарен, динамичен, изисквания: резолюция и чувствителност) и неговото предназначение (лабораторни изследвания, оптимизация на оборудването, регистриране на процеса или контрол)
:- околната среда на процеса (условия за безопасност и поддръжка)
:- размерите на съоръженията и обхватът на явлението или процеса
При избора на сензорна система трябва да се имат предвид изискваната пространствена разделителна способност, както и скоростта и надеждността на измерването.
Докато за [[придобиване на данни|придобиването на данните]] от измерването първа по значение е сензорната система, една томографска система е немислима без обработката на данните, която поради значителния им обем изисква подходящ [[алгоритъм за реконструиране на образи]] и съответен [[компютър]]ен [[хардуер]].
== Етимология ==
Думата ''томография'' се получава от гръцките думи ''томос'' означаваща разделям (виж например атом - неделим) и ''граф'' означаваща образ (изображение).
== Видове томографски техники ==
Съществуват няколко типа томографски методи. В зависимост от използвания източник на облъчване различаваме инфрачервена, оптична, рентгенова, гама лъчева, позитронна, магнитно-резонансна, звукова и свръхзвукова томография, томография с магнитно поле. Всяка от тези техники има своите предимства, недостатъци и ограничения. Изборът на специфична техника често е продиктуван от противоречащи фактори. Това например може да включва: физическите свойства на изследваните съставки, желаната пространствена и времева разделителна способност на образите, цената на оборудването, физическите му размери, човешките ресурси, необходими за работа с техниката и потенциалните вреди (опасности) за персонала (например радиация).
▲Съществуват няколко типа томографски методи. В зависимост от използвания източник на облъчване различаваме инфрачервена, оптична, рентгенова, гама лъчева, позитронна, магнитно-резонансна, звукова и свръхзвукова томография, томография с магнитно поле. Всяка от тези техники има своите предимства, недостатъци и ограничения. Изборът на специфична техника често е продиктуван от противоречащи фактори. Това например може да включва: физическите свойства на изследваните съставки, желаната пространствена и времева разделителна способност на образите, цената на оборудването, физическите му размери, човешките ресурси, необходими за работа с техниката и потенциалните вреди (опасности) за персонала (например радиация).
=== Електрическа томография ===
Електрическата томография бива резистивна, капацитивна и импедансна. Този вид техника е относително бърза (осигуряваща около 200 образа в секунда), лесна за работа, има проста конструкция и е относително надеждна за приложение в индустриална обстановка. Очевидният недостатък на електрическата томография е нейната относително малка пространствена разделителна способност - типично 3-10% от диаметъра на тръба например. Във всеки случай това е достатъчно за много практически индустриални приложения.
=== Томография с рентгенови и гама лъчи ===
Този тип томография е аналогична на медицинската томография (компютърен томограф за сканиране на тялото), но понеже има голямо затихване на рентгеновите лъчи в металите, енергийният обхват, който се използва е по-голям и ''колиматорите'' (насочващи устройства) и детектиращата система в някои приложения са по-различни.
Използвайки принципа за измерване на радиационното затихване в много посоки през изследвания обект и специални математически алгоритми за реконструиране, индустриалният томограф показва вътрешността на сканирания обект в двуизмерни и триизмерни образи.
Line 60 ⟶ 57:
Главните части на томографа са: източник на рентгенови или гама лъчи (20 Ci 192Ir, 2 Ci 137Cs ), един или няколко радиационни детектора, обикновено разположени след колиматори и по границата на сканираната зона, механичен многоосен цифров [[скенер]] и подходяща хардуерна система за запис на данните и визуализация (мониторинг), включваща споменатия софтуер.
=== Електромагнитно-индуктивна томография ===
Електромагнитно-индудктивната томография (ЕМТ) или магнитно-индуктивната томография (МИТ) е неинтрузивна и безопасна техника за визуализация, която използва прости, външни сензори. Като относително нова томографска техника, ЕМТ използва електромагнитното съгласуване на сензорите и осигурява образи, които представляват разпределенията на електрически проводящи и магнитно проницаеми материали в пространството на обекта. Потенциални приложения на ЕМТ техниката са в случаи, където изследваните материали се характеризират с контраст в тяхната електрическа проводимост или магнитна проницаемост, което е налице в индустриалното производство заедно с тежките технологични условия. Разработването на ЕМТ система изисква обичайната система за събиране на данни и индуктивни сензори.
=== Безконтактна индуктивна томография на проводящи флуиди ===
Този вид томография представлява реконструирането на триизмерното разпределение на скоростите на флуид от измервания на магнитното поле на индуктивни токове във флуида създадени от външен източник (на постоянно магнитно поле) и движението на флуида. Намира приложение в измерването на потока на метални и полупроводникови стопилки при леене на металите и кристализацията. При непрозрачни флуиди оптичните измервания могат да се заменят с този вид томография. Методът използва решението на система интегрални уравнения описваща разпределението на магнитното поле на движещ се проводящ флуид. В основата на решението на инверсната задача е принципа на магнетоенцефалографията използван широко в медицината.
=== Капацитивна томография ===
Електро-капацитивната томография (ЕКТ) служи за изобразяване на разпределението на [[диелектрична проницаемост|диелектричната проницаемост]] в даден обект чрез измерване на електрическите капацитети между група електроди разположени по периферията на обекта. Към капацитивната томография има нарастващ интерес, особено в приложението ѝ за мониторинг на двуфазни индустриални потоци. За получаване на точни образи на разпределението на диелектричната проницаемост се използват итеративни методи с многократно изчисление на ''правата задача''.
=== Резистивна томография ===
Електро-резистивната томография (ЕРТ) използва факта, че различни (течни) обекти, които са в контакт, имат различна [[проводимост]]. Постоянно напрежение или ток се подават на различни електроди и се измерват тока или напрежението на други електроди, добивайки информация за разпределението на проводимостта в обекта. След което се изчислява образ на проводимостите на сечението чрез използването на специфичен алгоритъм. Принципно за даден набор електроди прикрепени към границата на изследваната област има много възможни конфигурации на подаваното напрежение. Резистивната томография се използва в изследването на кристализацията в изучаването на суспензията на полимери, за изобразяване на утаечни продукти и при разбъркващи, смесващи (миксиращи) устройства.
| |||