Tomografi

Grundprincippet i tomografi: Ikke overlejret tomografiske lag S₁ og S₂ i modsætning til det sammenflettede projektionsbilled P hvor figurerne ligger sig i lag.

Tomografi er en metode anvendt til snitbilleddannelse og opdeling i lag via gennemtrængende stråling eller bølge. Apparatet der anvendes i tomografi kaldes en tomograf, mens et billede kaldes et tomogram. Metoden anvendes oftest inde for lægenvidenskab til sammenfletningsfri røntgenstråling, men bruges også inde for radiologi, arkæologi, biologi, geofysik, oceanografi, astrofysik og andre videnskaber. I de fleste tilfælde benyttes computer-baserede matematiske behandling, kaldet tomografisk rekonstruktion. Ordet tomografi kommer af klassisk græsk Τομή, tome, "gennemsnitlige" og Γράφειν, graphein, "at skrive."

Et snitbillede afspejler de indre strukturer, således at de ville passe udskæring af et objekt, og skære i en tynd skive. Man taler om en sammenlagringsfri repræsentation af et lag af objektet (i modsætning til normalt, hvor alle strukturer vil være sammenflettet. Denne forskel er vist i det tilstødende billede med to tomografiske afsnits-billeder (S₁ og S₂) og et sammenflettet billede (P), af de samme volumen.)

Tomografiske metoder kan omfatte enten et enkelt lag eller større mængder, som f.eks kan repræsentere en række parallelle sektionsopdelte billeder. Metoder, der omfatter de individuelle lag kan anvendes til optagelse af tredimensional data, hvor objektet er scannet i en serie af parallelle snit billeder.

Anveldelse inden for medicin

Sammenflettet røntgenbillede af en lille perifer af lungekræft i venstre øvre lap. Objekter ligger sig i lag oven på hinanden tilsvarende med det teoretiske eksempel P.

Forskellen mellem sammenfletningsfri medicinsk tomografi, og et overlejrende billede er illustreret i de to tilstødende billeder. I en fremskrivning i radiografi (almindeligt X-ray) får vi en X-ray billede, hvor flere strukturer er overlejret, da de ligger efter hinanden i strålegangen. De overlejrede bløde dele af den forreste og bageste væg af brystet og brystkassens knogler og lungestrukturer på en konventionel røntgenbillede ligger sig øverst. Dette vil komplicere en diagnose af en lungetumor (f.eks cancer). hvorimod et tomografisk billede af brystet imidlertid kun viser et 0,5 til 10 mm tykt lag, som praktisk set fjerner alle objekter som ellers ville ligge sig ovenlejret på det ønskede udsnit. Moderne computersoftware kan genopbygge i ikke-ortogonale (skrå) planer, således at den optimale plan kan vælges til at vise en anatomisk struktur. Dette kan især være nyttigt til visualisering af organer, som ikke er placeret vinkelret på retningen af skanningen.

Den samme tumor i tomografisk CT-scanning (aksialsnit og sammenfletningsfri)

Tomografiske metoder af betydning

Indenfor medicin og lægevidenskab

• Snitrøntgen eller computertomografi (DT/ CT, Computer Tomography/CATscan, Computer Aided Tomography scanner)
• Sonografisk Ultralydsscanning (UOT)
• Magnetisk resonanstomografi (MR/MRT, Magnetic Resonance Tomography/MRI, Magnetic Resonance Imaging)
• positronemissionstomografi (PET, Positron Emission Tomography)
• Enkelfoton-emissionstomografI (SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography),
• Elektrisk impedans tomografi (EIT, Electrical Impedance Tomography)
• Kombinationer af forskellige typer (SPECT-CT, PET-CT)
• Mikrobølge tomografi (MWT, Microwave Tomography) (I den eksperimentelle fase)

Applikation indefor andre områder

• Geofysik for eksempel i geoelektrisk og seismiske tomografi samt jordgennemtrængende radar
• Geodesi, laserskanning og applikationer i topografi, batymetri og gravimetri

• Kvantmekanisk tillstandstomografi, med lignende matematiske metoder inden for medicin, muliggjort fuldstændig gennemgang af de kvantemekaniske tilstande af et objekt.
• Elektrontomografi (ET, Electron Tomography)), hvor de enkelte sektioner af billeder (projektioner) skabes via transmissionselektronmikroskop (TEM, Transmission Electron Microscopy).

• Neutron-/gammastrålnings-tomografi, brugt indefor palæontologi og materialevidenskab.
• Tomografisk atomsond (APT, Atom-Probe Tomography) eller tre dimensionel atomsond (3DAP), anvendes i materialevidenskab
• Fotoakustisk tomografi (PAT, Photoacoustic Tomography), anvendes i materialevidenskab og biomedicinsk forskning.