كاربرد هولوگرام ديجيتال در پزشكي

تصويربرداري هولوگرافي در راديولوژي

هولوگرام يك فرآيند است كه تصاوير سه بعدي به نام هولوگرام با استفاده از پرتوهاي ليزر، خواص تداخل و پراكندگي، ضبط شدت نور و روشنايي را كسب ميكنند. تصاوير با توجه به موقعيت نسبي تماشاگر، به عنوان شيئي نمايش داده شده در واقع وجود دارد. دو نوع هولوگرافي در دسترس هستند: متعارف و پويا. هولوگرافي متعارف تصاوير ثابت از اشياء سه بعدي را نشان مي دهد كه تغيير در زاويه ديد بيننده موجب تغيير ديدگاه شيء هولوگرافي مي شود. در ضمن، هولوگرام ديناميكي حركت را به شي دوبعدي يا سه بعدي مي افزايد. اين امر علاوه بر حركت نشان دهنده پيشرفت قابل توجهي در نمايشگرهاي سه بعدي حال حاضر است كه تنها مي تواند تصاوير ثابت وايستا را نشان دهد. اين همچنين سه درب بالقوه جهت استفاده از هولوگرام ديجيتال در پزشكي را باز مي كند: آموزش آناتومي، ذخيره سازي پي.اي.سي.اس و نمايش تصاوير پيچيده تر آناتوميك كه مي تواند براي ارائه گزارش هاي آموزنده تر در درمان پزشكان و بيماران از آنها استفاده شود. اين مقاله به بررسي كاربرد بالقوه هولوگرافي در راديولوژي مي پردازد.

تعريف و روند هولوگرام ديجيتال

هولوگرافي يك ميدان نور را فراهم مي كند كه به طور كلي از يك منبع نور پراكنده شده از اشيا حاصل مي شود تا ثبت شود و بعدا بازسازي شود، در حالي كه نور و شي اصلي هنوز حاضر نيستند. هولوگرام ديجيتال از عناصر هولوگرافي هگلل پيكسل يا واژگاني استفاده ميكنند. در مقايسه با پيكسل هاي معمولي كه در عكاسي استفاده مي شود هگل ها حاوي اطلاعات سه بعدي از ديدگاه هاي مختلف هستند.هولوگرافي ديجيتال يك فرايند دو مرحله اي است. مرحله اول شامل ضبط هولوگرام است كه در آن تصوير راديوگرافي به يك عكس تبديل مي شود. مرحله دوم شامل بازسازي است كه در آن هولوگرام به يك تصوير مجازي تبديل مي شود. اين فرآيند به علت تداخل بين دو موج رخ مي دهد. برچسب هولوگرام را مي توان با درخشش پرتو نور به طور مستقيم بر روي رسانه ضبط كرد. هنگامي كه دو پرتو ليزر به رسانه ضبط مي رسند، امواج نور آنها تقاطع پيدا مي كنند و با يكديگر اختلاف پيدا مي كنند. اين الگوي تداخل است كه تحت تأثير قرار گرفته است. هولوگرام ديجيتال شامل يك شبكه از پيكسل هاي هولوگرافي است كه به عنوان هولوپيكسل يا هگل ها شناخته شده است. هولوپيكسل ها در مقياس كم مي شوند، در حال حاضر حدود هشت دهم ميلي متر است و به پنج دهم ميلي متر يا حتي بيست و پنج صدم ميلي متر نيز كاهش مي يابد.

كاربرد هولوگرام ديجيتال در پزشكي

هر گونه مجموعه داده هاي پزشكي سه بعدي مانند تصاوير سي.تي و ام.آر مي تواند به يك هولوگرام ديجيتال در پزشكي تبديل شود. چنين اطلاعاتي نيز مي تواند به صورت اسكن فيزيكي يك شيء، يك توضيح رياضي از تصاوير، داده هاي مولكولي يا حتي مجموعه اي از عكس ها يا ويديو ها باشد. به عنوان مثال، يك برچسب هولوگرام با اندازه صفحه ي سيصد در دويست ميلي متر با هشت دهم ميليمتر هگل نياز به ايجاد حدود نه هزار تصوير سه بعدي دارد و اين هدف را مي توان با استفاده از تركيب نرم افزار مدل سازي پيشرفته كامپيوتري با رندر گرافيك و همچنين الگوريتم هاي خاص اختصاصي محقق كرد. موتورهاي سخت افزاري سفارشي مي تواند يك سري از فرآيندهاي رياضي را براي توليد داده هاي تصويري ايجاد كنند.

پيشينه ي هولوگرافي

اصطلاح هولوگرافي براي اولين بار توسط دنيس گابور ساخته شده است، كه اين اتفاق را به طور تصادفي در هنگام انجام تحقيق در زمينه بهبود ميكروسكوپ الكتروني در سال هزار و نهصد و چهل و هشت كشف كرد؛ گابور پس از آن جايزه نوبل را براي اين كار را به دست آورد. در سال هزار و نهصد و شصت و دو، توسعه ليزر منجر به ساخت هولوگرام شد كه اشياء سه بعدي را ثبت كردند. تا همين اواخر، تكنولوژي صفحه نمايش هولوگرافي فقط براي نمايش اشياء استاتيك مجاز بود، اما تحقيق در اين زمينه منجر به توسعه نمايشگرهاي هالوگرام گرديد كه مي تواند تصاوير پويا را با دو فريم در ثانيه ارتقا دهند. بهبود در اين تكنولوژي مي تواند به برنامه هاي كاربردي در علم پزشكي منجر شود. هولوگرام ديجيتال مي تواند ما را قادر به ديدن اشياء در سه بعد بدون استفاده از عينك هاي سه بعدي كند.

كاربرد هولوگرام ديجيتال در پزشكي

تصويربرداري هولوگرافي در راديولوژي

هولوگرام يك فرآيند است كه تصاوير سه بعدي به نام هولوگرام با استفاده از پرتوهاي ليزر، خواص تداخل و پراكندگي، ضبط شدت نور و روشنايي را كسب ميكنند. تصاوير با توجه به موقعيت نسبي تماشاگر، به عنوان شيئي نمايش داده شده در واقع وجود دارد. دو نوع هولوگرافي در دسترس هستند: متعارف و پويا. هولوگرافي متعارف تصاوير ثابت از اشياء سه بعدي را نشان مي دهد كه تغيير در زاويه ديد بيننده موجب تغيير ديدگاه شيء هولوگرافي مي شود. در ضمن، هولوگرام ديناميكي حركت را به شي دوبعدي يا سه بعدي مي افزايد. اين امر علاوه بر حركت نشان دهنده پيشرفت قابل توجهي در نمايشگرهاي سه بعدي حال حاضر است كه تنها مي تواند تصاوير ثابت وايستا را نشان دهد. اين همچنين سه درب بالقوه جهت استفاده از هولوگرام ديجيتال در پزشكي را باز مي كند: آموزش آناتومي، ذخيره سازي پي.اي.سي.اس و نمايش تصاوير پيچيده تر آناتوميك كه مي تواند براي ارائه گزارش هاي آموزنده تر در درمان پزشكان و بيماران از آنها استفاده شود. اين مقاله به بررسي كاربرد بالقوه هولوگرافي در راديولوژي مي پردازد.

تعريف و روند هولوگرام ديجيتال

هولوگرافي يك ميدان نور را فراهم مي كند كه به طور كلي از يك منبع نور پراكنده شده از اشيا حاصل مي شود تا ثبت شود و بعدا بازسازي شود، در حالي كه نور و شي اصلي هنوز حاضر نيستند. هولوگرام ديجيتال از عناصر هولوگرافي هگلل پيكسل يا واژگاني استفاده ميكنند. در مقايسه با پيكسل هاي معمولي كه در عكاسي استفاده مي شود هگل ها حاوي اطلاعات سه بعدي از ديدگاه هاي مختلف هستند.هولوگرافي ديجيتال يك فرايند دو مرحله اي است. مرحله اول شامل ضبط هولوگرام است كه در آن تصوير راديوگرافي به يك عكس تبديل مي شود. مرحله دوم شامل بازسازي است كه در آن هولوگرام به يك تصوير مجازي تبديل مي شود. اين فرآيند به علت تداخل بين دو موج رخ مي دهد. برچسب هولوگرام را مي توان با درخشش پرتو نور به طور مستقيم بر روي رسانه ضبط كرد. هنگامي كه دو پرتو ليزر به رسانه ضبط مي رسند، امواج نور آنها تقاطع پيدا مي كنند و با يكديگر اختلاف پيدا مي كنند. اين الگوي تداخل است كه تحت تأثير قرار گرفته است. هولوگرام ديجيتال شامل يك شبكه از پيكسل هاي هولوگرافي است كه به عنوان هولوپيكسل يا هگل ها شناخته شده است. هولوپيكسل ها در مقياس كم مي شوند، در حال حاضر حدود هشت دهم ميلي متر است و به پنج دهم ميلي متر يا حتي بيست و پنج صدم ميلي متر نيز كاهش مي يابد.

كاربرد هولوگرام ديجيتال در پزشكي

هر گونه مجموعه داده هاي پزشكي سه بعدي مانند تصاوير سي.تي و ام.آر مي تواند به يك هولوگرام ديجيتال در پزشكي تبديل شود. چنين اطلاعاتي نيز مي تواند به صورت اسكن فيزيكي يك شيء، يك توضيح رياضي از تصاوير، داده هاي مولكولي يا حتي مجموعه اي از عكس ها يا ويديو ها باشد. به عنوان مثال، يك برچسب هولوگرام با اندازه صفحه ي سيصد در دويست ميلي متر با هشت دهم ميليمتر هگل نياز به ايجاد حدود نه هزار تصوير سه بعدي دارد و اين هدف را مي توان با استفاده از تركيب نرم افزار مدل سازي پيشرفته كامپيوتري با رندر گرافيك و همچنين الگوريتم هاي خاص اختصاصي محقق كرد. موتورهاي سخت افزاري سفارشي مي تواند يك سري از فرآيندهاي رياضي را براي توليد داده هاي تصويري ايجاد كنند.

پيشينه ي هولوگرافي

اصطلاح هولوگرافي براي اولين بار توسط دنيس گابور ساخته شده است، كه اين اتفاق را به طور تصادفي در هنگام انجام تحقيق در زمينه بهبود ميكروسكوپ الكتروني در سال هزار و نهصد و چهل و هشت كشف كرد؛ گابور پس از آن جايزه نوبل را براي اين كار را به دست آورد. در سال هزار و نهصد و شصت و دو، توسعه ليزر منجر به ساخت هولوگرام شد كه اشياء سه بعدي را ثبت كردند. تا همين اواخر، تكنولوژي صفحه نمايش هولوگرافي فقط براي نمايش اشياء استاتيك مجاز بود، اما تحقيق در اين زمينه منجر به توسعه نمايشگرهاي هالوگرام گرديد كه مي تواند تصاوير پويا را با دو فريم در ثانيه ارتقا دهند. بهبود در اين تكنولوژي مي تواند به برنامه هاي كاربردي در علم پزشكي منجر شود. هولوگرام ديجيتال مي تواند ما را قادر به ديدن اشياء در سه بعد بدون استفاده از عينك هاي سه بعدي كند.