Трехмерные рентгенограммы представляют внутренние структуры, но не предоставляют никакой информации о последовательностях движений. Обычная компьютерная томография недостаточно эффективна для воспроизведения движения с пространственной точностью и, в то же время, во временном измерении. Каждое отдельное трехмерное изображение, называемое томограммой, реконструируется из сотен двумерных рентгенограмм. «Чтобы получить томограммы с высоким разрешением и такой скоростью записи, нам пришлось отрегулировать каждый регулировочный винт, от источника рентгеновского излучения до детектора пикселей, и мы оптимально настроили все этапы процесса друг на друга», — говорит Томи душ Сантуш Роло.
Докторант — ведущий разработчик экспериментальной установки. Сделав частоту трехмерного изображения приближенной к скорости изображения, известной для двухмерных кинофильмов, он достиг мирового рекорда в высокоскоростной томографии.е. настоящий 3D фильм с микроскопическим увеличением.
Для научной оценки трехмерные контуры анатомических структур должны быть четко видны. Это достигается за счет так называемого фазового контраста.
Если высокопараллельные рентгеновские лучи проходят через объект биологического исследования, возникают явления волновой оптики, которые выделяют внутренние и внешние контуры.
"Именно эти контуры важны для нас. Мы хотим выделить отдельные функциональные элементы, которые перемещаются относительно друг друга. Вот почему нам нужны четкие контуры », — говорит эксперт по анализу изображений в команде Алексей Ершов.
От источника рентгеновского излучения до анализа движения — все этапы процесса предназначены для фильтрации шума изображения без снижения контрастности. Это также относится к математическим алгоритмам, оптимизированным для рентгенографии. Они реконструируют три пространственных и одно временное измерение и выводят точные модели движения из данных.
Наряду с первыми движущимися изображениями — кинематографией — ученые называют свой метод кинетомографией.«В конце 19 века изучались передвижения крупных животных.
Сегодня исследователи могут анализировать внутренние биологические процессы малых организмов, как это теперь продемонстрировано на недавно обнаруженном резьбовом соединении долгоносика. Насекомые, пауки и ракообразные составляют более 80% всех видов.
Кинетомография может использоваться не только для получения четырехмерных изображений биологических и биотехнологических процессов, но и процессов горения, имеющих отношение к промышленности.