Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István 14. 3D Tomográfia és képalkotás TÁMOP C-12/1/KONV projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő képzési és K+F feladatokra"

14. 3D Tomográfia és képalkotás Elmélet – 3D képalkotási módszerek – Tomográfiás képalkotás – Holografikus képalkotás Gyakorlat – Térbeli képek feldolgozása Segédanyagok

Tomográfia célkitűzése Teljes térfogati információ előállítása A felszín alatti szerkezet megjelenítésa Rekonstrukció: metszetek, vizualizációk előállítása Módszerek – Térfogati próba alkalmazása – Projekció sorozat alapján történő rekonstrukció – Holográfia

3D képalkotási módszerek

A projekciós képalkotás elve Elektron, röntgen nyaláb Projekciós képKépsorozat, rekonstrukció

Projekció - Sinogram Radon transzformáció

Inverz projekció összegzéssel Elkenődött eloszlás Dekonvolúziós, szűrés

Tomográfiás módszerek CT (Röntgen nyalábok) MRI (Mágneses mag rezonancia) PET (Pozitron emissziós tomográfia) Elektron tomográfia (3D TEM) Ion tomográfia (3D-AP) Elektromos impedancia tomográfia Bulk force microscopy with particled Mágneses részecske leképezés (mágneses nanorészecskék térbeli eloszlása)

microCT Mikro-számítógépes tomográfia: Különböző szögből előállított röntgen projekciók alapján – Csont, fémhabok, forrasztási kötések szerkezeti rekonstukciója, üregek azonosítása – Morfológia és sűrűség: csontritkulás implantátum integráció, anizotrópia, csontszerkezet átalakulása A gamma foton abszorpcióért felelős folyamatok a röntgen energia és a rendszám függvényében.

Holografikus képalkotás

Digitális Holográfia Holografikus kép digitális rögzítése – Mintavételezési tétel  felbontás – Digitális rekonstrukció Alkalmazási területek – Elektronmikroszkópia – Pontforrás digitális mikroszkópia

Elektron holográfia Téremissziós forrás (koherens elektronnyaláb) Biprizma – vezeték = interferrencia Digitális rekonstrukció

Pontforrás digitális mikroszkópia Gábor Dénes eredeti elképzelése az elektronmikroszkóp lencse kiiktatására

Leképezés Gömbhullám a lyuk átmérő miatt természetes koherenciával és nagyító projektálassal

Rekonstrukció példa Pontszerű tárgy a lyuk előtt: Megvilágítás Tárgy Relatív kontraszt Tárgy kontrasztja Interferrencia mintázat

PSF: Pontfelbontás A rekonstrukciós formula alapján számolható: A numerikus appertura a lyuk és kamera távolsága és a kamera mérete által meghatározott látószög és a törésmutató segítségével számolható A tényleges felbontás függ a pixelek számától is. Az optikai mikroszkóp felbontásához hasonló 3D

Térbeli képek feldolgozása Gyakorlati feladatok

3D képfeldolgozás 3D volumetrikus digitális kép Volumetrikus adatok megjelenítése Metszetek készítése és vizsgálata Tartományok azonosítása és vizualizálása Mérések tomografikus képeken

Ellenőrző kérdések

1.Miben különbözik a tomográfiás kép a mikroszkópiás képtől? 2.Mi a tomográfiás képalkotás elve? 3.Hogy lehet előállítani a tomográfiás képet a sinogram alapján? 4.Milyen tomográfiás módszerek terjedtek el az orvosi gyakorlatban? 5.Mi a szerepe a micro-CT felvételeknek az anyagvizsgálatban? 6.Miben különbözik a digitális holográfia és a klasszikus holográfia? 7.Mi a pont-holográfiás módszer alapja? 8.Mi határozza meg az elérhető felbontást? 9.Hogy valósítható meg holografikus leképezés az elektronmikroszkópiában? 10.Milyen elemekből áll a 3d digitális kép?

Segédanyagok

Kiegészítő olvasmányok Digitális holográfia és 3D leképezés – us/meetings/optics_and_photonics_congresses/i maging_and_applied_optics/digital_holography_3 -d_imaging/ us/meetings/optics_and_photonics_congresses/i maging_and_applied_optics/digital_holography_3 -d_imaging/

Programok GWYDDION SPM kép megjelenítő és manipuláló program –

Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István KÖSZÖNÖM A FIGYELMET ! TÁMOP C-12/1/KONV projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő képzési és K+F feladatokra"