Scanning i den fjerde dimension

Tredimensionel (3-D) computertomografi er en meget udbredt teknologi, der visualiserer et objekts ydre og indre struktur ved at samle en række todimensionale billeder taget sekventielt på tværs af eller omkring det. Imidlertid, som enhver, der har haft en medicinsk magnetisk resonansbilledscanning, husker, denne type 3-D rekonstruktion kræver, at motivet er ubevægeligt under hele optagelsesprocessen, som kan tage minutter. At fange en 3D-struktur, der ændres eller deformeres over tid, er meget vanskeligere, og eksisterende tilgange giver ofte rekonstruktioner ødelagt af billedartefakter og deloverflader.

Guangming Zang, Ramzi Idoughi og deres kolleger, under ledelse af Wolfgang Heidrich's på KAUST, har udviklet en ny fire-dimensionel billeddannelsesmetode, der væsentligt forbedrer kvaliteten af ​​sådan rumtidstomografi til hurtigt deformerende objekter.

"Den primære udfordring er, når deformationen er så hurtig, at scanneren kun kan tage et par billeder, før deformationen bliver betydelig, "forklarer Zang." Problemet er derefter at rekonstruere meget detaljerede 3D-objekter, der kun er givet få fremspring med meget mindre information, end der ville være tilgængeligt ved rekonstruktion af statiske objekter. "

Holdet tog udfordringen op i to dele. Først, de ændrede indfangningssekvensen for at få en bedre fordeling af scanninger over tid. Derefter, de skabte en algoritme, der tillader rekonstruktion på et givet tidspunkt ved hjælp af oplysninger fra tidligere og efterfølgende erhvervelsestrin.

"Dette er et stort skridt i retning af at gøre 3D-tomografi nyttig til sondering af interne strukturer af objekter, når ændringer under scanning ikke kan undgås, «siger Zang.