Основные методы интроскопии

Выделяют три основных методов интроскопии:

·проекционные - получение теневого изображения объекта;

·томографические - получение томографического изображения объекта;

·эхозондирование, в том числе доплеровское.

Проекционные методы

В проекционных методах проводят зондирование (облучение) объекта с некоторого ракурса и получают его теневое изображение (проекцию). Чаще всего в качестве зондирующего используют рентгеновское излучение (рентгенография). Среди других проекционных методов можно выделить методы с использованием оптического излучения, например:

·сортировка апельсинов: "с косточками" и "без косточек" (разная цена),

·сортировка/проверка яйцепродуктов с помощью овоскопа.

Проекционные методы работают по принципу "один ракурс - один снимок". При этом никакие математические преобразования для получения изображения не проводятся, имеют место только методы пост-обработки (регулировка яркости-контраста, сегментация и т.д.). При увеличении количества ракурсов и, соответственно, количества снимков (многоракурсная съёмка), можно применить томографические алгоритмы реконтрукции и получить уже не теневые, а томографические изображения.

Таким образом иерархию усложнения проекционных методов можно представить следующим образом:

·один ракурс - одно теневое изображение (двумерная проекция);

·множество ракурсов - набор теневых изображений;

таможенный контроль интроскопия досмотровый

·множество ракурсов плюс математическая обработка - трёхмерная томограмма (набор томографических изображений) - трёхмерное распределение некоторой физической характеристики.

Томографические методы

См. также Томография.

Для томографических методов аналогичную иерархию можно представить как:

·двумерная томография: много ракурсов в одной плоскости - набор одномерных проекций плюс математическая обработка - двумерная томограмма;

·трёхмерная послойная томография: множество ракурсов во множестве параллельных плоскостей - набор одномерных проекций плюс математическая обработка - набор двумерных томограмм - трёхмерная томограмма;

·трёхмерная произвольная томография: множество ракурсов во множестве произвольных (в том числе, пересекающихся) плоскостей - набор одномерных проекций плюс математическая обработка - трёхмерная томограмма.

Здесь под математической обработкой понимается решение обратной томографической задачи (обращение прямой томографической задачи) - например, обращениепреобразования Радона (рентгеновская компьютерная томография, магнитно-резонансная томография) или экспоненциального преобразования Радона (радионуклидная томография). Именно обратная томографическая задача приводит к необходимости в многократном просвечивании в различных пересекающихся направлениях, так как один ракурс даёт принципиально недостаточно информации.

Для справедливости необходимо сказать, что существуют варианты одноракурсных методов, но там всё равно приходится решать обратную задачу. Например, в оптической томографии заменив непрерывное лазерное излучение на импульсное, в принципе, за счёт анализа временной развёртки прошедшего излучения (решение обратной задачи светорассения на неоднородном слое), можно восстановить внутреннее строение объекта. Однако, в настоящее время из-за большой сложности такая задача остаётся нерешённой. Обычно же и в оптической томографии используется множество ракурсов, а временная развёртка служит вспомогательной информацией для разделения коэффициентов рассеяния и поглощения.

Эхозондирование

В ряде случаев, некоторые методы эхозондирования (например, обычное ультразвуковое исследование), ошибочно относят к томографии, что терминологически не верно. Несмотря на то, что в ультразвуковом исследовании также получают изображение некоторого сечения (томоса) - метод его получения не является томографическим: отсутствует многоракурсная съёмка в пересекающихся направлениях и, самое главное, отсутствует решение обратной томографической задачи.

Для получения ультразвукового снимка нет никакой необходимости в особой математической предобработке. Ультразвуковой преобразователь (на самом деле это набор небольших отдельных ультразвуковых преобразователей) посылает ультразвуковую волну (ультразвуковой веерный пучок), которая частично отражается от границ неоднородностей и возвращается к ультразвуковому преобразователю, где и регистрируется. Принцип же получения снимка в упрощённой форме можно представить следующим образом: по одной оси откладываются номера отдельных преобразователей (направление), вторая ось - временная задержка отклика (расстояние), яркость - интенсивность отклика.

В таможенном деле используется первый метод интроскопии, а именно проекционный метод, в основе которого лежит облучение объекта с помощью рентгеновских лучей. Для понимания того, как применяется интроскопия в таможенном деле необходимо понять природу рентгеновского излучения.

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном, он впервые зарегистрировал затемнение фотопластинки под действием рентгеновского излучения. Им же было установлено, что излучение проходя через человеческую кисть на фотопластинке формируют изображение человеческого скелета.

Рентге?новское излуче?ние - электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10?2 до 103 Å (от 10?12 до 10?7 м).

Рентгеновские лучи могут проникать сквозь вещество, причём различные вещества по-разному их поглощают. Поглощение рентгеновских лучей является важнейшим их свойством в рентгеновской съёмке. Интенсивность рентгеновских лучей экспоненциально убывает в зависимости от пройденного пути в поглощающем слое.

При прохождении через разные объекты рентгеновские лучи поглощаются в них по-разному и при отражении на фотопленке происходит формирование изображения "внутренностей" исследуемого тела.

Так работает рентгеновское излучение в проекционном методе интроскопии, но знание остальных методов необходимо для нахождения лучшего из них.