Интроскопия

Интроскопия

Интроскопия 

(лат. intro — внутри, др.-греч. σκοπέω — смотрю; дословный перевод внутривидение) — неразрушающее (неинвазивное) исследование внутренней структуры объекта и протекающих в нём процессов с помощью звуковых волн (в том числе ультразвуковых и сейсмических), электромагнитного излучения различных диапазонов, постоянного и переменного электромагнитного поля и потоков элементарных частиц.

Сферы применения 

Медицинская диагностика — медицинская интроскопия  или медицинская визуализация. 

Дефектоскопия — промышленная (техническая) интроскопия. 

Интроскопия макрообъектов.

Основные  методы 

проекционные  — получение теневого изображения  объекта; 

томографические — получение томографического изображения объекта; 

эхозондирование, в том числе доплеровское.

Проекционные  методы 

В проекционных методах проводят зондирование (облучение) объекта с некоторого ракурса  и получают его теневое изображение (проекцию). Чаще всего в качестве зондирующего используют рентгеновское  излучение (рентгенография). Среди других проекционных методов можно выделить методы с использованием оптического излучения, например:

сортировка  апельсинов: «с косточками» и «без косточек» (разная цена),

сортировка/проверка яйцепродуктов с помощью овоскопа.

Проекционные  методы работают по принципу «один  ракурс — один снимок». При этом никакие математические преобразования для получения изображения не проводятся, имеют место только методы пост-обработки (регулировка яркости-контраста, сегментация и т. д.). При увеличении количества ракурсов и, соответственно, количества снимков (многоракурсная съёмка), можно применить томографические алгоритмы реконтрукции и получить уже не теневые, а томографические изображения.

Таким образом иерархию усложнения проекционных методов можно представить следующим  образом:

один  ракурс — одно теневое изображение (двумерная проекция);

множество ракурсов — набор теневых изображений;

множество ракурсов плюс математическая обработка  — трёхмерная томограмма (набор томографических изображений) — трёхмерное распределение некоторой физической характеристики.

Томографические методы 

Для томографических методов аналогичную иерархию можно представить как:

двумерная томография: много ракурсов в одной  плоскости — набор одномерных проекций плюс математическая обработка  — двумерная томограмма;

трёхмерная  послойная томография: множество  ракурсов во множестве параллельных плоскостей — набор одномерных проекций плюс математическая обработка —  набор двумерных томограмм — трёхмерная томограмма;

трёхмерная  произвольная томография: множество  ракурсов во множестве произвольных (в том числе, пересекающихся) плоскостей — набор одномерных проекций плюс математическая обработка — трёхмерная томограмма.

Здесь под математической обработкой понимается решение обратной томографической задачи (обращение прямой томографической задачи) — например, обращениепреобразования Радона (рентгеновская компьютерная томография, магнитно-резонансная томография) или экспоненциального преобразования Радона (радионуклидная томография). Именно обратная томографическая задача приводит к необходимости в многократном просвечивании в различных пересекающихся направлениях, так как один ракурс даёт принципиально недостаточно информации.

Для справедливости необходимо сказать, что существуют варианты одноракурсных методов, но там всё равно приходится решать обратную задачу. Например, в оптической томографии заменив непрерывное лазерное излучение на импульсное, в принципе, за счёт анализа временной развёртки прошедшего излучения (решение обратной задачи светорассения на неоднородном слое), можно восстановить внутреннее строение объекта. Однако, в настоящее время из-за большой сложности такая задача остаётся нерешённой. Обычно же и в оптической томографии используется множество ракурсов, а временная развёртка служит вспомогательной информацией для разделения коэффициентов рассеяния и поглощения.

Эхозондирование 

В ряде случаев, некоторые методы эхозондирования (например, обычное ультразвуковое исследование), ошибочно относят к томографии, что терминологически не верно. Несмотря на то, что в ультразвуковом исследовании также получают изображение некоторого сечения (томоса) — метод его получения не является томографическим: отсутствует многоракурсная съёмка в пересекающихся направлениях и, самое главное, отсутствует решение обратной томографической задачи.

Для получения  ультразвукового снимка нет никакой  необходимости в особой математической предобработке. Ультразвуковой преобразователь (на самом деле это набор небольших  отдельных ультразвуковых преобразователей) посылает ультразвуковую волну (ультразвуковой веерный пучок), которая частично отражается от границ неоднородностей  и возвращается к ультразвуковому  преобразователю, где и регистрируется. Принцип же получения снимка в  упрощённой форме можно представить  следующим образом: по одной оси  откладываются номера отдельных  преобразователей (направление), вторая ось — временная задержка отклика (расстояние), яркость — интенсивность  отклика.

  Интроскоп для досмотра багажа HI-SCAN 5030si  
 
   

Интроскоп для досмотра багажа HI-SCAN 5030si