Röntgenbewegingsanalyse: 7 belangrijke factoren die ermee verband houden

Inhoud

Wat is de relatie tussen röntgenbewegingsanalyse en het vakgebied seismologie?

Seismologie is de studie van seismische golven, aardbevingen en de structuur van het binnenste van de aarde. “Verken het vakgebied seismologie” om een ​​dieper inzicht te krijgen in deze wetenschappelijke discipline. Röntgenbewegingsanalyse daarentegen is een techniek die wordt gebruikt om de beweging van objecten te analyseren door röntgenbeelden vast te leggen en te onderzoeken. Hoewel deze twee concepten op het eerste gezicht niets met elkaar te maken lijken te hebben, bestaat er feitelijk een fascinerende kruising tussen beide. Door gebruik te maken van röntgenbewegingsanalysetechnieken kunnen onderzoekers het gedrag van rotsen en andere materialen onder spanning onderzoeken, wat waardevolle inzichten oplevert in seismische activiteit en bijdraagt ​​aan de vooruitgang van de seismologie. Deze integratie van röntgenbewegingsanalyse in seismologische studies heeft aanzienlijk bijgedragen aan ons begrip van aardbevingen en de geologische processen van de aarde.

Wat is röntgenstraling?

Röntgenstralen zijn elektromagnetische stralingen met een golflengte variërend van 10-8 - 10-11 m (frequenties tussen 3 × 1019 en 3 × 1016 Hz). Röntgenstralen worden gebruikt voor het tenietdoen van kankercellen, in röntgenapparatuur, bewegingsanalyse, radiotherapie, computertomografie, projectionele radiografie, etc.

Wat is X-Ray Motion-analyse?

Röntgenbewegingsanalyse verwijst naar het proces waarbij de beweging van objecten of lichamen wordt gevolgd met behulp van röntgenstralen. Bij deze techniek wordt het te analyseren object in het midden van de röntgenbundel geplaatst voor beeldvorming met behulp van een beeldversterker of een hogesnelheidscamera. Dit maakt het mogelijk om video's van hoge kwaliteit op te nemen van objectbewegingen die vele keren per seconde worden gesampled. X-Ra bewegingsanalysetechnologie kan worden gevarieerd in termen van röntgeninstellingen voor het visualiseren van specifieke structuren in een lichaam, zoals botten of kraakbeen. Het meten van beweging van het skelet is van groot belang bij de studie van energetica, motorische controle en biomechanica van gewervelde dieren.

Wat is een beeldversterker?

Beeldversterkers: Een beeldversterker is een apparaat dat werkt met röntgenstralen voor "real-time" processen zoals contrastonderzoek van de holle organen door middel van fluoroscopie of voor de procedures van angiografie. De omzetting van röntgenstralen in zichtbaar licht vindt plaats met een zeer hoge intensiteit in vergelijking met fluorescerende schermen.

Röntgen bewegingsanalyse
Schematische weergave van röntgenbeeldversterker. (Röntgendetectoren) Bron afbeelding: KieranmaherXiiSchematisch, gemarkeerd als openbaar domein, meer informatie over Wikimedia Commons

Wat zijn de soorten röntgenbeelden?

Vlak: Planaire beeldvorming maakt het mogelijk om de beweging van objecten in een tweedimensionaal vlak van de röntgenfoto te volgen. Dit wordt uitgevoerd door een camera en een enkele röntgenzender. De bewegingsanalyse wordt parallel aan het beeldvlak van de camera uitgevoerd, zodat de beweging van het object nauwkeurig kan worden gevolgd. De beeldvorming wordt uitgevoerd in het sagittale vlak voor ganganalyse, zodat men zeer nauwkeurig grote bewegingen kan volgen. Tegenwoordig zijn er methoden uitgevonden om alle 6 bewegingsvrijheidsgraden van een vlakke röntgenfoto en een model van het te volgen object te analyseren.

Deze instrumenten kunnen werken als directe digitale detectoren, dwz ze kunnen röntgenfotonen direct omzetten in elektrische ladingen die een digitaal beeld vormen. Bij indirecte digitale detectoren worden de röntgenfotonen eerst omgezet in zichtbaar licht en vervolgens in elektrische signalen. Zowel de indirecte als de directe digitale detectoren zijn in staat om het resulterende elektronische signaal te detecteren en om te zetten in een digitaal beeld door gebruik te maken van dunne-filmtransistors.

Röntgenapparaat bij een chiropractiekantoor november 2006
Een planair röntgenbeeldvormingssysteem. Röntgenbewegingsanalyse Bron afbeelding: Michaël Dorausch uit Venetië, Röntgenapparaat op een chiropractiebureau - november 2006CC BY-SA 2.0

Biplanair: Biplanar-beeldvorming maakt het mogelijk om de beweging van objecten te volgen die zich uitbreiden tot een 3D-volume van het beeldvormingsvlak van de röntgenfoto. Dit wordt uitgevoerd door een camera en twee röntgenzenders. De beeldvorming vindt plaats op het snijpunt van twee röntgenbundels. Om deze reden wordt de totale grootte beperkt door het oppervlak van de röntgenstralers. Deze techniek is soms niet haalbaar omdat er meestal maar één röntgenzender beschikbaar is.

Dagboek.pone .0149377.g001
Een voorbeeld van een biplanar fluoroscopiesysteem op een rat. Röntgen bewegingsanalyse. Bron afbeelding: Matthew F. Bonnan, Jason Shulman, Radha Varadharajan, Corey Gilbert, Mary Wilkes, Angela Horner, Elizabeth Brainerd, Journaal.pone.0149377.g001CC BY-SA 4.0

Wat zijn de volgtechnieken bij bewegingsanalyse met röntgenstralen?

Er zijn twee soorten trackingtechnieken bij röntgenbewegingsanalyse:

  1. Gemarkeerd: De markered tracking-techniek maakt gebruik van reflecterende markeringen voor het vastleggen van afbeeldingen. De gekozen marker moet ondoorzichtig zijn in het gegeven röntgenbeeld. Markeringen worden op de huid van de patiënt geplaatst of in de botten van de patiënt geïmplanteerd om de beweging van de onderliggende botten te volgen. Deze markeringen worden vervolgens gevolgd met betrekking tot de röntgencamera ('s) en de waargenomen beweging wordt in kaart gebracht op de lokale anatomische lichamen.
  2. Zonder markering: Met moderne technologie is het nu mogelijk om beweging te volgen zonder radiopake markeringen te gebruiken. Het te analyseren object kan met behulp van een 3D-model van het object op de beelden van de röntgenvideo op elk frame worden gelegd. De oriëntatie van het 3D-model van het object wordt gevolgd ten opzichte van de röntgencamera ('s). De waargenomen beweging wordt met behulp van een lokaal coördinatensysteem in kaart gebracht op de standaard anatomische bewegingen.
Actievemarker2
Dit toont een uniek geïdentificeerd actief markersysteem met hoge resolutie met een resolutie van 3,600 × 3,600 bij een frequentie van 960 hertz, waardoor real-time submillimeterposities worden geboden. Röntgen bewegingsanalyse. Afbeeldingsbron: hipocriet at Engelse WikipediaActievemarker2, gemarkeerd als openbaar domein, meer informatie over Wikimedia Commons

Hoe wordt een röntgenanalyse uitgevoerd?

In het geval van vlakke röntgenbeelden wordt de beweging van de markeringen gevolgd met behulp van gespecialiseerde software. De software kan handmatig worden bediend of automatisch om de objecten voor elk frame van de video te lokaliseren. Het automatisch volgen vereist echter handmatig toezicht om optimale resultaten te verkrijgen. De volgresultaten worden vervolgens geïmplementeerd op de lokale anatomische lichamen.

Ook bij biplanaire röntgenbeelden wordt de beweging van de markers gevolgd met behulp van gespecialiseerde software. Net als bij vlakke beeldvorming, kan de software handmatig of automatisch worden bediend om de objecten voor elk frame van de video te lokaliseren. Bij biplanaire beeldvorming moet het volgen echter tegelijkertijd op beide videoframes worden uitgevoerd. in dit geval moeten beide röntgencamera's worden gekalibreerd met behulp van een object met een bekend volume. De volgresultaten worden vervolgens geïmplementeerd op de lokale anatomische lichamen.

Wat zijn de toepassingen van röntgenbewegingsanalyse?

Röntgenbewegingsanalyse wordt gebruikt voor

  • Het meten van de kinematica van de onderste ledematen in de ganganalyse van de mens.
  • Het uitvoeren van gezamenlijke koppelanalyse door een combinatie van röntgenbewegingsanalyse met forceer platforms.
  • Kwantificering van artrose in de knie.
  • Schatten van de contactgebieden van kniekraakbeen.
  • Analyse van de resultaten van de reparatie van een rotatormanchet door de beelden van het schoudergewricht te observeren.
  • Analyse van de voortbeweging van dieren.
  • Analyse van bewegende morfologieën zoals varkenskrampen en beweging van de temporomandibulair gewricht bij konijnen.
  • Opnemen van de botbeweging die wordt verduisterd door zacht weefsel.
  • Skeletbeweging meten.

Bezoek voor meer informatie over röntgenfoto's https://techiescience.com/x-ray-detector-definition-2-important-types/

Lees ook: