کاربرد هولوگرام دیجیتال در پزشکی
تصویربرداری هولوگرافی در رادیولوژی
هولوگرام یک فرآیند است که تصاویر سه بعدی به نام هولوگرام با استفاده از پرتوهای لیزر، خواص تداخل و پراکندگی، ضبط شدت نور و روشنایی را کسب میکنند. تصاویر با توجه به موقعیت نسبی تماشاگر، به عنوان شیئی نمایش داده شده در واقع وجود دارد. دو نوع هولوگرافی در دسترس هستند: متعارف و پویا. هولوگرافی متعارف تصاویر ثابت از اشیاء سه بعدی را نشان می دهد که تغییر در زاویه دید بیننده موجب تغییر دیدگاه شیء هولوگرافی می شود. در ضمن، هولوگرام دینامیکی حرکت را به شی دوبعدی یا سه بعدی می افزاید. این امر علاوه بر حرکت نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در نمایشگرهای سه بعدی حال حاضر است که تنها می تواند تصاویر ثابت وایستا را نشان دهد. این همچنین سه درب بالقوه جهت استفاده از هولوگرام دیجیتال در پزشکی را باز می کند: آموزش آناتومی، ذخیره سازی پی.ای.سی.اس و نمایش تصاویر پیچیده تر آناتومیک که می تواند برای ارائه گزارش های آموزنده تر در درمان پزشکان و بیماران از آنها استفاده شود. این مقاله به بررسی کاربرد بالقوه هولوگرافی در رادیولوژی می پردازد.
تعریف و روند هولوگرام دیجیتال
هولوگرافی یک میدان نور را فراهم می کند که به طور کلی از یک منبع نور پراکنده شده از اشیا حاصل می شود تا ثبت شود و بعدا بازسازی شود، در حالی که نور و شی اصلی هنوز حاضر نیستند. هولوگرام دیجیتال از عناصر هولوگرافی هگلل پیکسل یا واژگانی استفاده میکنند. در مقایسه با پیکسل های معمولی که در عکاسی استفاده می شود هگل ها حاوی اطلاعات سه بعدی از دیدگاه های مختلف هستند.هولوگرافی دیجیتال یک فرایند دو مرحله ای است. مرحله اول شامل ضبط هولوگرام است که در آن تصویر رادیوگرافی به یک عکس تبدیل می شود. مرحله دوم شامل بازسازی است که در آن هولوگرام به یک تصویر مجازی تبدیل می شود. این فرآیند به علت تداخل بین دو موج رخ می دهد. برچسب هولوگرام را می توان با درخشش پرتو نور به طور مستقیم بر روی رسانه ضبط کرد. هنگامی که دو پرتو لیزر به رسانه ضبط می رسند، امواج نور آنها تقاطع پیدا می کنند و با یکدیگر اختلاف پیدا می کنند. این الگوی تداخل است که تحت تأثیر قرار گرفته است. هولوگرام دیجیتال شامل یک شبکه از پیکسل های هولوگرافی است که به عنوان هولوپیکسل یا هگل ها شناخته شده است. هولوپیکسل ها در مقیاس کم می شوند، در حال حاضر حدود هشت دهم میلی متر است و به پنج دهم میلی متر یا حتی بیست و پنج صدم میلی متر نیز کاهش می یابد.
کاربرد هولوگرام دیجیتال در پزشکی
هر گونه مجموعه داده های پزشکی سه بعدی مانند تصاویر سی.تی و ام.آر می تواند به یک هولوگرام دیجیتال در پزشکی تبدیل شود. چنین اطلاعاتی نیز می تواند به صورت اسکن فیزیکی یک شیء، یک توضیح ریاضی از تصاویر، داده های مولکولی یا حتی مجموعه ای از عکس ها یا ویدیو ها باشد. به عنوان مثال، یک برچسب هولوگرام با اندازه صفحه ی سیصد در دویست میلی متر با هشت دهم میلیمتر هگل نیاز به ایجاد حدود نه هزار تصویر سه بعدی دارد و این هدف را می توان با استفاده از ترکیب نرم افزار مدل سازی پیشرفته کامپیوتری با رندر گرافیک و همچنین الگوریتم های خاص اختصاصی محقق کرد. موتورهای سخت افزاری سفارشی می تواند یک سری از فرآیندهای ریاضی را برای تولید داده های تصویری ایجاد کنند.
پیشینه ی هولوگرافی
اصطلاح هولوگرافی برای اولین بار توسط دنیس گابور ساخته شده است، که این اتفاق را به طور تصادفی در هنگام انجام تحقیق در زمینه بهبود میکروسکوپ الکترونی در سال هزار و نهصد و چهل و هشت کشف کرد؛ گابور پس از آن جایزه نوبل را برای این کار را به دست آورد. در سال هزار و نهصد و شصت و دو، توسعه لیزر منجر به ساخت هولوگرام شد که اشیاء سه بعدی را ثبت کردند. تا همین اواخر، تکنولوژی صفحه نمایش هولوگرافی فقط برای نمایش اشیاء استاتیک مجاز بود، اما تحقیق در این زمینه منجر به توسعه نمایشگرهای هالوگرام گردید که می تواند تصاویر پویا را با دو فریم در ثانیه ارتقا دهند. بهبود در این تکنولوژی می تواند به برنامه های کاربردی در علم پزشکی منجر شود. هولوگرام دیجیتال می تواند ما را قادر به دیدن اشیاء در سه بعد بدون استفاده از عینک های سه بعدی کند.
