Análise de movimento de raios-X: 7 fatores importantes relacionados a isso

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Qual é a relação entre a análise de movimento por raios X e o campo da sismologia?

Sismologia é o estudo das ondas sísmicas, dos terremotos e da estrutura do interior da Terra. “Explore o campo da sismologia” para obter uma compreensão mais profunda desta disciplina científica. A análise de movimento de raios X, por outro lado, é uma técnica usada para analisar o movimento de objetos por meio da captura e exame de imagens de raios X. Embora esses dois conceitos possam inicialmente parecer não relacionados, na verdade existe uma interseção fascinante entre eles. Ao utilizar técnicas de análise de movimento de raios X, os pesquisadores podem investigar o comportamento de rochas e outros materiais sob tensão, o que fornece informações valiosas sobre a atividade sísmica e contribui para o avanço da sismologia. Esta integração da análise de movimento de raios X em estudos sismológicos contribuiu significativamente para a nossa compreensão dos terremotos e dos processos geológicos da Terra.

O que é o X-Ray?

Os raios X são radiações eletromagnéticas com comprimento de onda que varia de 10-8 - 10-11 m (frequências entre 3 × 1019 e 3 × 1016 Hz). Os raios-X são usados ​​para anular células cancerosas, em máquinas de raios-X, análise de movimento, radioterapia, tomografia computadorizada, radiografia de projeção, etc.

O que é a análise de movimento de raios-X?

A análise de movimento de raios-X refere-se ao processo de rastreamento do movimento de objetos ou corpos com a ajuda de raios-X. Nessa técnica, o objeto a ser analisado é colocado no centro do feixe de raios X para a geração de imagens por meio de um intensificador de imagem ou uma câmera de alta velocidade. Isso permite gravar vídeos de alta qualidade de movimentos de objetos amostrados muitas vezes por segundo. A tecnologia de análise de movimento X-Ra pode variar em termos de configurações de Raios-X para visualizar estruturas específicas em um corpo, como ossos ou cartilagem. Medir o movimento esquelético é de grande importância no estudo da energética dos vertebrados, controle motor e biomecânica.

O que é um intensificador de imagem?

Intensificadores de imagem: Um intensificador de imagem é um dispositivo que trabalha com raios X para processos “em tempo real” como estudos de contraste de órgãos ocos por fluoroscopia ou para procedimentos de angiografia. A conversão de raios-X em luz visível ocorre em intensidade muito alta em comparação com telas fluorescentes.

Análise de movimento de raio-x
Representação esquemática do intensificador de imagem de raios-X. (Detectores de raio-X) Fonte da imagem: KieranmaherXiiEsquema, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

Quais são os tipos de imagem de raio-X?

planar: A imagem plana permite rastrear o movimento de objetos em um plano bidimensional do raio-X. Isso é executado por uma câmera e um único emissor de raios-X. A análise de movimento é conduzida paralelamente ao plano de imagem da câmera para que o movimento do objeto possa ser rastreado com precisão. A imagem é realizada no plano sagital para análise da marcha para que se possa obter um rastreamento altamente preciso de grandes movimentos. Hoje em dia, foram inventados métodos para analisar todos os 6 graus de liberdade de movimento de uma radiografia plana e um modelo do objeto a ser rastreado.

Esses instrumentos podem funcionar como detectores digitais diretos, ou seja, podem converter diretamente fótons de raios-X em cargas elétricas que formam uma imagem digital. Em detectores digitais indiretos, os fótons de raios-X são primeiro transformados em luz visível e, em seguida, em sinais elétricos. Os detectores digitais indiretos e diretos são capazes de detectar e transformar o sinal eletrônico resultante em uma imagem digital, utilizando transistores de filme fino.

Máquina de raios X em um consultório de quiropraxia, novembro de 2006
Um sistema de imagem de raios-X planar. Análise de movimento de raios-X Fonte da imagem: Michael Dorausch de Veneza, Máquina de raios-X em um escritório de Quiropraxia - novembro de 2006CC BY-SA 2.0

Biplanar: A imagem biplanar permite rastrear o movimento de objetos que se expandem para um volume 3-D do plano de imagem do raio-X. Isso é realizado por uma câmera e dois emissores de raios-X. A imagem ocorre na intersecção de dois feixes de raios-X. Por este motivo, o tamanho total é limitado pela área dos emissores de raios-X. Esta técnica não é viável às vezes, pois há apenas um emissor de raios-X disponível na maioria das vezes.

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Um exemplo de configuração de sistema de fluoroscopia biplanar em um rato. Análise de movimento de raios-X. Fonte da imagem: Matthew F. Bonnan, Jason Shulman, Radha Varadharajan, Corey Gilbert, Mary Wilkes, Angela Horner, Elizabeth Brainerd, Diário.pone.0149377.g001CC BY-SA 4.0

Quais são as técnicas de rastreamento na análise de movimento de raios-X?

Existem dois tipos de técnicas de rastreamento na análise de movimento de Raios-X:

  1. Marcado: A técnica de rastreamento com marcadores usa marcadores reflexivos para capturar imagens. O marcador escolhido deve ser opaco na imagem de raio-X fornecida. Os marcadores são colocados na pele do sujeito ou implantados nos ossos do sujeito, para rastrear o movimento dos ossos subjacentes. Esses marcadores são então rastreados em relação à (s) câmera (s) de raios-X e o movimento observado é mapeado para os corpos anatômicos locais.
  2. Sem marcadores: Com a tecnologia moderna, agora é possível rastrear o movimento sem usar marcadores rádio-opacos. O objeto a ser analisado pode ser sobreposto às imagens do vídeo de raios-X em cada quadro com a ajuda de um modelo 3-D do objeto. A orientação do modelo 3D do objeto é rastreada em relação à (s) câmera (s) de raio-X. O movimento observado é mapeado para os movimentos anatômicos padrão com a ajuda de um sistema de coordenadas local.
Marcador ativo2
Isso mostra um sistema de marcador ativo de alta resolução identificado com exclusividade com resolução de 3,600 × 3,600 na frequência de 960 hertz, fornecendo posições submilimétricas em tempo real. Análise de movimento de raios-X. Fonte da imagem: Hipócrita at Wikipédia em inglêsMarcador ativo2, marcado como domínio público, mais detalhes sobre Wikimedia Commons

Como a análise de raio-X é conduzida?

No caso de imagens planas de raios-X, o movimento dos marcadores é rastreado por meio de software especializado. O software pode ser controlado manualmente ou automaticamente para localizar os objetos para cada quadro do vídeo. O rastreamento automático, entretanto, requer supervisão manual para a obtenção de resultados ideais. Os resultados do rastreamento são então implementados nos corpos anatômicos locais.

No caso de imagens de raios-X biplanares também, o movimento dos marcadores é rastreado usando um software especializado. Semelhante à imagem planar, o software pode ser controlado manualmente ou automaticamente para localizar os objetos para cada quadro do vídeo. No entanto, na imagem biplanar, o rastreamento precisa ser executado em ambos os quadros de vídeo simultaneamente. neste caso, ambas as câmeras de raio-X precisam ser calibradas com o auxílio de um objeto de volume conhecido. Os resultados do rastreamento são então implementados nos corpos anatômicos locais.

Quais são as aplicações da análise de movimento de raios-X?

A análise de movimento de raios-X é usada para

  • Medir a cinemática dos membros inferiores na análise da marcha humana.
  • Realizar análise de torque articular por uma combinação de análise de movimento de raios-X com plataformas de força.
  • Quantificando a osteoartrose no joelho.
  • Estimando as áreas de contato da cartilagem do joelho.
  • Analisar os resultados do reparo do manguito rotador observando as imagens da articulação do ombro.
  • Analisando a locomoção animal.
  • Analisando morfologias móveis como mastigação de suínos e movimento do articulação temporomandibular em coelhos.
  • Registro do movimento ósseo obscurecido por tecido mole.
  • Medindo o movimento do esqueleto.

Para saber mais sobre os raios-x visite https://techiescience.com/x-ray-detector-definition-2-important-types/

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