Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István 14. 3D Tomográfia és képalkotás TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI.

Az előadások a következő témára: "Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István 14. 3D Tomográfia és képalkotás TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI."— Előadás másolata:

1 Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István 14. 3D Tomográfia és képalkotás TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő képzési és K+F feladatokra"

2 14. 3D Tomográfia és képalkotás Elmélet – 3D képalkotási módszerek – Tomográfiás képalkotás – Holografikus képalkotás Gyakorlat – Térbeli képek feldolgozása Segédanyagok

3 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

4 3D képalkotási módszerek

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

6 Projekció - Sinogram Radon transzformáció

7 Inverz projekció összegzéssel Elkenődött eloszlás Dekonvolúziós, szűrés

8 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)

9 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.

10 Holografikus képalkotás

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

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

13 Pontforrás digitális mikroszkópia Gábor Dénes eredeti elképzelése az elektronmikroszkóp lencse kiiktatására

14 Leképezés Gömbhullám a lyuk átmérő miatt természetes koherenciával és nagyító projektálassal

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

16 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

17 Térbeli képek feldolgozása Gyakorlati feladatok

18 3D képfeldolgozás 3D volumetrikus digitális kép Volumetrikus adatok megjelenítése Metszetek készítése és vizsgálata Tartományok azonosítása és vizualizálása Mérések tomografikus képeken

19 Ellenőrző kérdések

20 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?

21 Segédanyagok

22 Kiegészítő olvasmányok Digitális holográfia és 3D leképezés – http://www.osa.org/en- us/meetings/optics_and_photonics_congresses/i maging_and_applied_optics/digital_holography_3 -d_imaging/ http://www.osa.org/en- us/meetings/optics_and_photonics_congresses/i maging_and_applied_optics/digital_holography_3 -d_imaging/

23 Programok GWYDDION SPM kép megjelenítő és manipuláló program – http://gwyddion.net/ http://gwyddion.net/

24 Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István KÖSZÖNÖM A FIGYELMET ! TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő képzési és K+F feladatokra"