टोमोग्राफी
टोमोग्राफी सेक्शन या सेक्शनिंग द्वारा इमेजिंग है जो किसी भी प्रकार की मर्मज्ञ तरंग का उपयोग करता है। विधि का उपयोग रेडियोलोजी, पुरातत्त्व, जीव विज्ञान, वायुमंडलीय विज्ञान, भूभौतिकी, समुद्र विज्ञान, प्लाज्मा भौतिकी, सामग्री विज्ञान, खगोल भौतिकी, क्वांटम सूचना एवं विज्ञान के अन्य क्षेत्रों में किया जाता है। टोमोग्राफी शब्द प्राचीन ग्रीक टोमोस, स्लाइस, सेक्शन एवं ग्राफो से लिया गया है, टोमोग्राफी में प्रयुक्त उपकरण को टोमोग्राफ कहा जाता है, जबकि निर्मित छवि टॉमोग्राम है।
कई स्तिथियों में, इन छवियों का उत्पादन गणितीय प्रक्रिया टोमोग्राफिक पुनर्निर्माण पर आधारित होता है, जैसे कि एक्स-रे कंप्यूटेड टोमोग्राफी प्रौद्योगिकी रूप से कई प्रोजेक्शनल रेडियोग्राफ़ से निर्मित होती है। कई भिन्न-भिन्न पुनर्निर्माण एल्गोरिदम उपस्थित हैं। अधिकांश एल्गोरिदम दो श्रेणियों में से आते हैं: फ़िल्टर्ड बैक प्रक्षेपण (FBP) एवं पुनरावृत्त पुनर्निर्माण (IR) है। ये प्रक्रियाएँ अचूक परिणाम देती हैं: वे त्रुटिहीन एवं आवश्यक संगणना समय के मध्य निराकरण का प्रतिनिधित्व करती हैं। एफबीपी कम कम्प्यूटेशनल संसाधनों की आवश्यकता है, जबकि आईआर सामान्यतः उच्च कंप्यूटिंग व्यय पर कम कलाकृतियों (पुनर्निर्माण में त्रुटियां) का उत्पादन करता है।[1]
चूँकि एमआरआई (चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग), ऑप्टिकल सुसंगतता टोमोग्राफी एवं अल्ट्रासाउंड ट्रांसमिशन विधियां हैं, उन्हें सामान्यतः विभिन्न दिशाओं से डेटा प्राप्त करने के लिए ट्रांसमीटर के अभियान की आवश्यकता नहीं होती है। एमआरआई में, स्थानिक रूप से भिन्न चुंबकीय क्षेत्रों को प्रारम्भ करके अनुमानों एवं उच्च स्थानिक हार्मोनिक्स दोनों का प्रारूप लिया जाता है; छवि उत्पन्न करने के लिए किसी हिलने वाले भाग की आवश्यकता नहीं होती है। दूसरी ओर, चूंकि अल्ट्रासाउंड एवं ऑप्टिकल सुसंगतता टोमोग्राफी समय-समय पर उड़ान का उपयोग प्राप्त सिग्नल को स्थानिक रूप से एन्कोड करने के लिए करती है, यह जटिलता से टोमोग्राफिक विधि नहीं है एवं इसके लिए कई छवि अधिग्रहण की आवश्यकता नहीं होती है।
टोमोग्राफी के प्रकार
कुछ उपस्थित प्रगति एक साथ एकीकृत भौतिक घटनाओं का उपयोग करने पर निर्भर करती है, उदा: परिकलित टोमोग्राफी एवं एंजियोग्राफी दोनों के लिए एक्स-रे, संयुक्त कंप्यूटेड टोमोग्राफी / एमआरआई एवं संयुक्त कंप्यूटेड टोमोग्राफी / पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी आदि।
दूसरी ओर असतत टोमोग्राफी एवं ज्यामितीय टोमोग्राफी अनुसंधान क्षेत्र हैं, जो असतत (जैसे क्रिस्टल) या सजातीय वस्तुओं के पुनर्निर्माण से संबंधित है। वे पुनर्निर्माण के विधि से संबंधित हैं, एवं इस प्रकार वे ऊपर सूचीबद्ध किसी विशेष (प्रायोगिक) टोमोग्राफी विधियों तक सीमित नहीं हैं।
सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे टोमोग्राफिक माइक्रोस्कोपी
सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे टोमोग्राफिक माइक्रोस्कोपी (सीटी स्कैन) नामक नई प्रौद्योगिकी जीवाश्मों की विस्तृत त्रि-आयामी स्कैनिंग की अनुमति देती है।[14][15]
1990 दशक के पश्चात से डिटेक्टर प्रौद्योगिकी, डेटा भंडारण एवं प्रसंस्करण के बलपूर्वक सुधार के साथ संयुक्त तीसरी पीढ़ी के सिंक्रोट्रॉन स्रोतों के निर्माण ने विभिन्न अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला के साथ सामग्री अनुसंधान में उच्च अंत सिंक्रोट्रॉन टोमोग्राफी को बढ़ावा दिया है, उदा: प्रारूप में भिन्न-भिन्न अवशोषित चरणों, माइक्रोप्रोसिटीज, दरारें, अवक्षेप या अनाज का दृश्य एवं मात्रात्मक विश्लेषण आदि। सिंक्रोट्रॉन विकिरण उच्च निर्वात में मुक्त कणों को गति देकर बनाया जाता है। इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों के अनुसार यह त्वरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण (जैक्सन, 1975) के उत्सर्जन की ओर जाता है। रैखिक कण त्वरण एक संभावना है, किन्तु अधिक उच्च विद्युत क्षेत्रों के अतिरिक्त निरंतर विकिरण के स्रोत को प्राप्त करने के लिए आवेशित कणों को संवृत प्रक्षेपवक्र पर रखने के लिए अधिक व्यावहारिक आवश्यकता होगी। चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग कणों को वांछित कक्षा में धकेलने एवं उन्हें एक सीधी रेखा में उड़ने से रोकने के लिए किया जाता है। दिशा परिवर्तन से जुड़ा रेडियल त्वरण तब विकिरण उत्पन्न करता है।[16]
आयतन रेंडरिंग
मात्रा प्रतिपादन प्रौद्योगिकीों का सेट है जिसका उपयोग 3डी विखंडित रूप से सैंपल (सिग्नल प्रोसेसिंग) किए गए डेटा सेट के 2डी प्रक्षेपण को प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है, सामान्यतः 3डी अदिश क्षेत्र विशिष्ट 3डी डेटा सेट 2डी स्लाइस छवियों का समूह है, उदाहरण के लिए, गणना अक्षीय टोमोग्राफी, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग, या माइक्रोटोमोग्राफी छवि स्कैनर द्वारा ये सामान्यतः नियमित पैटर्न में प्राप्त होते हैं (उदाहरण के लिए, प्रत्येक मिलीमीटर का टुकड़ा) एवं सामान्यतः नियमित पैटर्न में छवि पिक्सेल की नियमित संख्या होती है।
यह नियमित वॉल्यूमेट्रिक ग्रिड का उदाहरण है, जिसमें प्रत्येक आयतन तत्व, या वॉक्सेल को मान द्वारा दर्शाया गया है जो वोक्सेल निकट के तत्काल क्षेत्र का प्रारूप प्राप्त किया जाता है।
3डी डेटा सेट के 2डी प्रक्षेपण को प्रस्तुत करने के लिए, सबसे पहले आयतन के सापेक्ष अंतरिक्ष में वर्चुअल कैमरा को परिभाषित करने की आवश्यकता होती है। साथ ही, प्रत्येक स्वर की अपारदर्शिता (प्रकाशिकी) एवं रंग को परिभाषित करने की आवश्यकता है। यह सामान्यतः आरजीबीए कलर स्पेस (लाल, हरे, नीले, अल्फा के लिए) स्थानांतरण प्रकार्य का उपयोग करके परिभाषित किया जाता है जो प्रत्येक संभव स्वर मान के लिए आरजीबीए मान को परिभाषित करता है।
उदाहरण के लिए, आयतन से सम-सतहों (समान मूल्यों की सतह) को निकालने एवं उन्हें बहुभुज जाल के रूप में प्रस्तुत करने या आयतन को डेटा के ब्लॉक के रूप में सीधे प्रस्तुत करके आयतन देखा जा सकता है। मार्चिंग क्यूब्स एल्गोरिथम आयतन डेटा से आइसोसर्फेस निकालने के लिए सामान्य प्रौद्योगिकी है। प्रत्यक्ष मात्रा प्रतिपादन कम्प्यूटेशनल रूप से गहन कार्य है जिसे कई विधियों से किया जा सकता है।
इतिहास
फोकल प्लेन टोमोग्राफी को 1930 के दशक में रेडियोलॉजिस्ट एलेसेंड्रो वैलेबोना द्वारा विकसित किया गया था, एवं प्रक्षेपण रेडियोग्राफी में संरचनाओं के अधिरोपण की समस्या को कम करने में उपयोगी सिद्ध हुआ।
मेडिकल जर्नल चेस्ट (जर्नल) में 1953 के लेख में, फोर्ट विलियम सेनेटोरियम के बी. पोलाक ने टोमोग्राफी के लिए एक एवं शब्द, प्लानोग्राफी के उपयोग का वर्णन किया।[17]
फ़ोकल प्लेन टोमोग्राफी का पारंपरिक रूप बना रहा, जब तक कि 1970 दशक के अंत में मुख्य रूप से गणना किए गए टोमोग्राफी द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया गया।[18] फोकल प्लेन टोमोग्राफी इस तथ्य का उपयोग करती है कि फोकल प्लेन तीव्र दिखाई देता है, जबकि अन्य प्लेन में संरचनाएं अस्पष्ट दिखाई देती हैं। एक्सपोजर के समय एक्स-रे स्रोत एवं फिल्म को विपरीत दिशाओं में ले जाकर, आंदोलन की दिशा एवं सीमा को संशोधित करके, ऑपरेटर विभिन्न फोकल समतलों का चयन कर सकते हैं जिनमें रुचि की संरचनाएं होती हैं।
यह भी देखें
- रासायनिक इमेजिंग
- 3 डी पुनर्निर्माण
- असतत टोमोग्राफी
- ज्यामितीय टोमोग्राफी
- भूभौतिकीय इमेजिंग
- औद्योगिक सीटी स्कैनिंग
- जोहान रैडॉन
- मेडिकल इमेजिंग
- एमआरआई के प्रति सीटी
- नेटवर्क टोमोग्राफी
- नॉनोग्राम, टोमोग्राफी के असतत मॉडल पर आधारित एक प्रकार की पहेली
- रेडॉन रूपांतरण
- टोमोग्राफिक पुनर्निर्माण
- मल्टीस्केल टोमोग्राफी
- स्वर
संदर्भ
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