João Mestre Dias José Valério Palmeira Mestrado em Engenharia Mecânica Tomografia Métodos Experimentais em Energia e Ambiente Instituto Superior Técnico
João Mestre DiasJosé Valério Palmeira
Mestrado em Engenharia Mecânica
Tomografia
Métodos Experimentais em Energia e Ambiente
Instituto Superior Técnico
1. Introdução1. Introdução
TomografiaTomografia
Tomografia – (da palavra grega “Tomografia – (da palavra grega “tomostomos” que significa corte ou ” que significa corte ou secção).secção).A tomografia permite a reconstrução de uma A tomografia permite a reconstrução de uma imagem a duas ou três dimensões a partir da imagem a duas ou três dimensões a partir da utilização de técnicas baseadas em diferentes utilização de técnicas baseadas em diferentes princípios físicos.princípios físicos.
1. Introdução1. Introdução
TomografiaTomografia
1. Introdução1. Introdução
Poderemos entender como projecção num determinado ângulo, Poderemos entender como projecção num determinado ângulo, como o integral da imagem na direcção específica desse ângulo.como o integral da imagem na direcção específica desse ângulo.
De uma forma geral, a tomografia consiste na reconstrução de uma De uma forma geral, a tomografia consiste na reconstrução de uma imagem a partir da sua projecção.imagem a partir da sua projecção.
TomografiaTomografia
1. Introdução1. Introdução
Só depois da invenção do Scanner de Só depois da invenção do Scanner de Raio-X em 1971, de Hounsfield, se Raio-X em 1971, de Hounsfield, se verificou um grande “boom” na verificou um grande “boom” na aplicação das técnicas tomográficas.aplicação das técnicas tomográficas.
Do ponto de vista puramente matemático, a solução do problema de Do ponto de vista puramente matemático, a solução do problema de como reconstruir uma função a partir da sua projecção, remonta ao como reconstruir uma função a partir da sua projecção, remonta ao início do século.início do século.
Os grandes progressos verificados a Os grandes progressos verificados a partir da invenção de Hounsfield partir da invenção de Hounsfield devem-se em grande parte ao devem-se em grande parte ao desenvolvimento de algoritmos desenvolvimento de algoritmos matemáticos para a reconstrução de matemáticos para a reconstrução de imagens.imagens.
TomografiaTomografia
1. Introdução1. Introdução
Esta apresentação, tem como objectivo descrever brevemente Esta apresentação, tem como objectivo descrever brevemente algumas das técnicas tomográficas mais utilizadas, e os princípios algumas das técnicas tomográficas mais utilizadas, e os princípios físicos em que se baseiam.físicos em que se baseiam.
TomografiaTomografia
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Estas técnicas baseiam-se na reconstrução de imagens a partir da Estas técnicas baseiam-se na reconstrução de imagens a partir da utilização de radiações de elevada energia (Ex: Raios x e Raios utilização de radiações de elevada energia (Ex: Raios x e Raios Gama).Gama).
Iremos abordar as seguintes técnicas:Iremos abordar as seguintes técnicas:
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Princípio de funcionamento:Princípio de funcionamento:
A intensidade da radiação é atenuada ao atravessar o objecto, A intensidade da radiação é atenuada ao atravessar o objecto, devendo-se esta atenuação a dois efeitos:devendo-se esta atenuação a dois efeitos:- Efeito fotoeléctrico- Efeito fotoeléctrico - Efeito de Compton- Efeito de Compton
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Princípio de funcionamento:Princípio de funcionamento:
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Princípio de funcionamento:Princípio de funcionamento:
Sistemas TomográficosSistemas Tomográficos
1ª geração1ª geração
2ª geração2ª geração
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Princípio de funcionamento:Princípio de funcionamento:
Sistemas TomográficosSistemas Tomográficos
3ª geração3ª geração
Características:Características:
• O tubo de raio X e o O tubo de raio X e o multidetector rodam à volta do multidetector rodam à volta do objecto objecto
• O raio X projectado deverá O raio X projectado deverá cobrir o objectocobrir o objecto
• Uma vez que a informação Uma vez que a informação recolhida não corresponde a recolhida não corresponde a raios paralelos, este sistema raios paralelos, este sistema requer complexos algoritmos requer complexos algoritmos para reconstrução da imagempara reconstrução da imagem
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Princípio de funcionamento:Princípio de funcionamento:
Sistemas TomográficosSistemas Tomográficos
4ª geração4ª geração
Características:Características:
• usado quase exclusivamente em usado quase exclusivamente em aplicações médicasaplicações médicas
• existe um anel de detectores fixos, e existe um anel de detectores fixos, e apenas a fonte de raio X roda à volta do apenas a fonte de raio X roda à volta do objectoobjecto
• cada detector cobrirá todos os pontos do cada detector cobrirá todos os pontos do objectoobjecto
• muitos sistemas de 4ª geração muitos sistemas de 4ª geração conseguem realizar um scan em 1 segundoconseguem realizar um scan em 1 segundo
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Princípio de funcionamento:Princípio de funcionamento:
Detector de Gás XenonDetector de Gás Xenon
CaracterísticasCaracterísticas::
• collecting plates: cobrecollecting plates: cobre
• h.v electrode: tantalumh.v electrode: tantalum
• l = 8 cml = 8 cm
• tensão aplicada = 170 Vtensão aplicada = 170 V
• Pressão do gás = 10 atmPressão do gás = 10 atm
Vantagens:Vantagens:
• relativamente menos relativamente menos dipendiososdipendiosos
• boa compactação dos boa compactação dos detectores (janelas de detectores (janelas de 1mm)1mm)
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Exemplo:Exemplo:
Esta imagem a três Esta imagem a três dimensões, representa a dimensões, representa a gama de densidades de gama de densidades de uma amostra de solo, uma amostra de solo, desde os espaços porosos, desde os espaços porosos, materiais orgânicos, até aos materiais orgânicos, até aos componentes de lítio de componentes de lítio de alta-densidade.alta-densidade.
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Exemplo:Exemplo:
Esta imagem seccional Esta imagem seccional revela os componentes que revela os componentes que constituem um míssel de constituem um míssel de cruzeirocruzeiro
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por transmissãoTomografia nucleónica por transmissão
Características equipamento:Características equipamento:
• Field size: 96 – 480 mmField size: 96 – 480 mm• Espessura da imagem: 1.5 – 10 mmEspessura da imagem: 1.5 – 10 mm• Nº projecções : 3600 (em 360º)Nº projecções : 3600 (em 360º)• Tempo de reconstrução: 11 - 16 sTempo de reconstrução: 11 - 16 s• Nº de detectores: 864Nº de detectores: 864• Tempo de vida do tubo raio X: Tempo de vida do tubo raio X: 40000 shots40000 shots
Exemplo:Exemplo:
Utilização da tomografia Utilização da tomografia como ensaio não destrutivo como ensaio não destrutivo para as pás do rotor de para as pás do rotor de helicópteroshelicópteros
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Na tomografia por emissão podemos destacar duas técnicas:Na tomografia por emissão podemos destacar duas técnicas:
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)
Nestas técnicas o princípio de funcionamento baseia-se na Nestas técnicas o princípio de funcionamento baseia-se na emissão de radiação gama a partir do objecto de estudo, sendo emissão de radiação gama a partir do objecto de estudo, sendo esta captada por detectores.esta captada por detectores.
Estas técnicas são largamente utilizadas em aplicações médicas.Estas técnicas são largamente utilizadas em aplicações médicas.
O objectivo é determinar a distribuição de radioactividade, O objectivo é determinar a distribuição de radioactividade, resultante da biodistribuição de um radiofármaco.resultante da biodistribuição de um radiofármaco.
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
1.1. Produção do radionuclidoProdução do radionuclido
2.2. Ligação do radionuclido a Ligação do radionuclido a um fármacoum fármaco
3.3. Administração do Administração do radiofármaco no radiofármaco no doente.doente.
4.4. Aquisição de informação Aquisição de informação através dos detectores.através dos detectores.
5.5. Processamento de Processamento de informação e reconstrução informação e reconstrução de imagemde imagem
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
RadionuclidosRadionuclidos
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
RadiofármacosRadiofármacos
Exemplo:Exemplo:
O fluorino-18 é ligado a uma O fluorino-18 é ligado a uma molécula de glucose, o que molécula de glucose, o que permite o estudo do metabolismo permite o estudo do metabolismo de açúcar no cérebro ou detecção de açúcar no cérebro ou detecção de tumores.de tumores.
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
Como é emitida radiação a partir de um positrão ?Como é emitida radiação a partir de um positrão ?
Neutrão + PositrãoNeutrão + Positrão
ProtãoProtão
Positrão + ElectrãoPositrão + Electrão
2 raios gama 2 raios gama
(trajectória oposta – 180º)(trajectória oposta – 180º)
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
Detector:Detector:
Material cristalino
Raios gama
Tubo fotomultiplicador
Radiação visível
Impulso eléctrico Aquisição de sinal e
processamento de dados
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
Exemplo:Exemplo: Imagens que demonstram tumores malignos que não Imagens que demonstram tumores malignos que não foram revelados por técnicas tomográficas convencionais foram revelados por técnicas tomográficas convencionais como CT e MRI.como CT e MRI.
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Positron Emission Tomography (PET)Positron Emission Tomography (PET)
Exemplo:Exemplo: Imagem à esquerdaImagem à esquerda: Coração que sofreu um enfarte. As : Coração que sofreu um enfarte. As zonas apontadas pelas setas indicam tecido do miocárdio zonas apontadas pelas setas indicam tecido do miocárdio que está “morto”.que está “morto”.Imagem à direitaImagem à direita: Coração normal: Coração normal
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Single Photon Emission (SPECT)Single Photon Emission (SPECT)
RadionuclidosRadionuclidos
Como é emitida radiação ?Como é emitida radiação ?
ProtãoProtão
++
ElectrãoElectrão
NeutrãoNeutrão
++
Estado excitado do Estado excitado do núcleonúcleo
Emissão de radiação Emissão de radiação gamagama
++
Estado não excitado Estado não excitado do núcleodo núcleo
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Detector:Detector:
• Iguais aos utilizados em PETIguais aos utilizados em PET
•Apenas difere a técnica de Apenas difere a técnica de captação da radiaçãocaptação da radiação
•Para determinar a direcção da Para determinar a direcção da radiação, recorre-se à utilização radiação, recorre-se à utilização de colimadoresde colimadores
Single Photon Emission (SPECT)Single Photon Emission (SPECT)
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
Colimador:Colimador:
Single Photon Emission (SPECT)Single Photon Emission (SPECT)
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Tomografia nucleónica por emissãoTomografia nucleónica por emissão
ExemploExemplo:: Imagem tranversal do corpo humanoImagem tranversal do corpo humano
Single Photon Emission (SPECT)Single Photon Emission (SPECT)
2. Técnicas nucleónicas2. Técnicas nucleónicas
TomografiaTomografia
Algoritmos de reconstrução de imagem:Algoritmos de reconstrução de imagem:
Tomografia Nucleónica por transmissão
Método directo: Fourier InversionFourier InversionFiltered back-projectionFiltered back-projection
Método iterativo: Algebraic reconstruction tecnique Algebraic reconstruction tecnique (ART)(ART)
Tomografia Nucleónica por emissão
PET Fourier Inversion (Met. Directo)
SPECT Métodos directos por utilização de pseudoinversão de matrizes
Métodos iterativos baseados em aproximação estatística
3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética
TomografiaTomografia
Princípio de funcionamento:Princípio de funcionamento:
Quando os elementos existem no seu estado natural, os núcleos tem um spin com diferentes momentos magnéticos
Quando o núcleo é sujeito a um campo magnético, os núcleos irão ficar alinhados com o campo magnético aplicado.
3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética
TomografiaTomografia
Magnetização:
Estado de menor energia
Estado de maior energia
Quando o campo magnético é desligado:
Estado de menor energia
Estado de maior energia
Os núcleos vão emitir energia na mesma frequência que foi anteriormente absorvida.
Os núcleos de diferentes elementos têm a propriedade de emitir frequências distintas quando sujeitos a um campo magnético (Larmor frequency).
Exemplo: Para um campo magnético de 0.1 T (1000 gauss)
frequência de ressonância do hidrogénio = 4.2 MHz
frequência de ressonância do fósforo = 1.7 MHz
3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética
TomografiaTomografia
O sinal emitido pelos núcleos quando o campo magnético é desligado (free induction decay signal), é captado por uma antena do MRI scanner (receiver coil).
3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética
TomografiaTomografia
Estas técnicas podem ser aplicadas na reconstrução de imagens quando a variável desconhecida é a velocidade e/ou concentração
Algoritmo de reconstrução de imagem:Algoritmo de reconstrução de imagem:
Fourier InversionFourier Inversion
3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética3. Técnicas tomográficas: Ressonância magnética
TomografiaTomografia
Imagens recolhidas através de MRIImagens recolhidas através de MRI
4. Métodos por microondas4. Métodos por microondas
Radiação incidente
Radiação dispersada
Fundamento:Fundamento: a tomografia através de microondas baseia-se na determinação da a tomografia através de microondas baseia-se na determinação da radiação que é difractada por uma partícula quando sobre esta se faz radiação que é difractada por uma partícula quando sobre esta se faz incidir uma radiação com comprimento de onda na região das microondas incidir uma radiação com comprimento de onda na região das microondas (de 300MHz a 300GHz).(de 300MHz a 300GHz).
Detectores
Radiação incidente
Comprimento de onda Comprimento de onda
Partículas do meioPartículas do meio
Radiação difractadaRadiação difractada
TomografiaTomografia
4. Métodos por microondas4. Métodos por microondas
A radiação da faixa das microondas tem um comprimento de onda da mesma ordem de grandeza das partículas presentes no meio
Não podemos desprezar os fenómenos de refracção e a difracção da radiação incidente
Não podemos aplicar os princípios seguidos na tomografia de transmissão
Inversão de FourierInversão de FourierMétodo simplificado de Newton-KantorovichMétodo simplificado de Newton-Kantorovich
Algoritmo de reconstruçãoAlgoritmo de reconstrução
O sinal obtido é não-linear
4. Métodos por microondas4. Métodos por microondas
Observações meteorológicas e ecológicas por satélite - Observações meteorológicas e ecológicas por satélite - Space Sensor Microwave / ImagerSpace Sensor Microwave / Imager
Sonda DMSP 5D-2
AplicaçõesAplicações
Medições realizadas:Medições realizadas: humidade do solo, velocidade do vento na superfície dos oceanos, humidade absoluta nas nuvens, espessura da neve e gelo, concentração de gelo nos polos, etc.
A radiação recebida pelo satélite corresponde à radiação emitida pela superfície da Terra, pelas nuvens, camadas de gelo, humidade na atmosfera, etc..
4. Métodos por microondas4. Métodos por microondas
Inverno Verão
Space Sensor Microwave / ImagerSpace Sensor Microwave / Imager
5. Métodos acústicos5. Métodos acústicos
Transmissão acústicaTransmissão acústica
Fundamento:Fundamento: tal como nos métodos nucleónicos, os sinais acústicos emitidos tal como nos métodos nucleónicos, os sinais acústicos emitidos atravessam o meio em estudo sem que a sua direcção seja alterada, mas atravessam o meio em estudo sem que a sua direcção seja alterada, mas a sua intensidade é atenuada. O grau de atenuação depende da a sua intensidade é atenuada. O grau de atenuação depende da densidade do meio.densidade do meio.
Experiências no Lago Genéve, Suiça (1822)
(in http://www.marine-group.com/acoustic.htm)
TomografiaTomografia
Algoritmo de reconstruçãoAlgoritmo de reconstrução
O algoritmo de reconstrução das propriedades do meio baseia-se nos mesmos princípios que a transmissão nucleónica
O sinal obtido é linear
Métodos directos:Métodos directos: Métodos iterativos:Métodos iterativos:
Inversão de FourierInversão de FourierFiltered backprojectionFiltered backprojection
Algebric Reconstruction Algebric Reconstruction TechniqueTechnique
Transmissão acústicaTransmissão acústica
5. Métodos acústicos5. Métodos acústicos
TomografiaTomografia
5. Métodos acústicos5. Métodos acústicos
AplicaçõesAplicações
Oceanografia:Oceanografia:
Medição da temperatura em profundidade
(Jamstec in http://www.jamstec.go.jp)
TomografiaTomografia
5. Métodos acústicos5. Métodos acústicos
(Ocean Acoustics Lab in http://www.oal.whois.edu)
AplicaçõesAplicações
(Jamstec in http://www.jamstec.go.jp)
Oceanografia:Oceanografia:
Medição da temperatura em profundidade
Transmissão acústicaTransmissão acústica
TomografiaTomografia
AplicaçõesAplicações
Medicina:Medicina:
Observação da estrutura óssea
Transmissão acústica - ultrasonsTransmissão acústica - ultrasons
Ensaio de tomografia acústica de transmissão por ultrasons:Unidade de transmissão, objecto de estudo (mão), lentes, unidade de recepção.
TomografiaTomografia
5. Métodos acústicos5. Métodos acústicos
Fundamento:Fundamento: a tomografia através da reflexão acústica baseia-se na determinação a tomografia através da reflexão acústica baseia-se na determinação da radiação que é reflectida por uma partícula quando sobre esta se da radiação que é reflectida por uma partícula quando sobre esta se faz incidir um sinal acústicofaz incidir um sinal acústico
Reflexão acústicaReflexão acústica
Emissores / Detectores
Desvantagem:Desvantagem:
O sinal reflectido pode ser influenciado O sinal reflectido pode ser influenciado pela geometria do corpopela geometria do corpo
TomografiaTomografia
5. Métodos acústicos5. Métodos acústicos Reflexão acústicaReflexão acústica
Algoritmo de reconstruçãoAlgoritmo de reconstrução
O comprimento de onda é da ordem de grandeza do diâmetro das partículas presentes no meio
BackprojectionBackprojection
O algoritmo tem apenas em conta a radiação que é reflectida, não contemplando a radiação difractada nas
outras direcções
TomografiaTomografia
5. Métodos acústicos5. Métodos acústicos Reflexão acústicaReflexão acústica
Sonar:Sonar:
O sistema sonar mais comum inclui:sensor colocado numa cabeça rotativaprocessador do sinalregistador do sinalcomputador
A velocidade de rotação da sonda é relativamente baixa, cerca de 10-30 segundos para uma rotação de 360º.
AplicaçõesAplicações
(Imagem do fundo do oceano in http://www.marine-group.com/acoustic.htm)
Este método utiliza a diferença de potencial ou a intensidade da corrente eléctrica Este método utiliza a diferença de potencial ou a intensidade da corrente eléctrica como fonte de energia de excitação. As medidas são obtidas aplicando uma série de como fonte de energia de excitação. As medidas são obtidas aplicando uma série de eléctrodos ao meio em estudo, registando depois as variações obtidas relativamente eléctrodos ao meio em estudo, registando depois as variações obtidas relativamente à:à:
resistência resistência do meio – Electrical Resistivity Tomography (ERT)do meio – Electrical Resistivity Tomography (ERT) capacitância capacitância do meio – Electrical Capacitance Tomography (ECT)do meio – Electrical Capacitance Tomography (ECT) indutância indutância do meio – Electrical Inductance Tomography (EIT)do meio – Electrical Inductance Tomography (EIT)
Vantagens:Vantagens:
É mais barato que os métodos nucleónicos, muito mais pequeno e não necessita É mais barato que os métodos nucleónicos, muito mais pequeno e não necessita de radiação ionizante. Permite obter milhares de imagens por segundo, com um de radiação ionizante. Permite obter milhares de imagens por segundo, com um intervalo de 10 milisegundo entre duas imagens consecutivasintervalo de 10 milisegundo entre duas imagens consecutivas
Desvantagem:Desvantagem:
Baixa resolução espacial (ex. 32 x 32 pixels)Baixa resolução espacial (ex. 32 x 32 pixels)
(in http://www.eit.org.uk)
6. Métodos eléctricos6. Métodos eléctricos
6. Métodos eléctricos6. Métodos eléctricos
O algoritmo de reconstrução das propriedades do meio já não se baseia nas equações de onda, mas sim equações que regem o campo electroestático (geralmente as equações de Poisson)
Algoritmo de reconstruçãoAlgoritmo de reconstrução
Nos campos electroestáticos, quando a corrente eléctrica encontra um campo com condutividade diferente, as linhas são desviadas, como tal, não podemos aplicar os algoritmos destinados à tomografia de transmissão.
BackprojectionBackprojection
O sinal obtido é não-linear
Localização dos eléctrodos
Funcionamento:Funcionamento:• Geralmente são colocados 8 a 16 eléctrodos metálicos em redor do meio em estudo.• Através de combinações entre os eléctrodos, é possível a obtenção de imagens a 2D • Colocando os eléctrodos a diferentes profundidades ao longo do meio, é possível a
obtenção de imagens a 3D
Electrical Resistivity Tomography (ERT)Electrical Resistivity Tomography (ERT)
Fundamento:Fundamento: baseia-se no facto de substâncias diferentes apresentarem resistências baseia-se no facto de substâncias diferentes apresentarem resistências diferentes à passagem da corrente eléctrica. O método consiste na diferentes à passagem da corrente eléctrica. O método consiste na aplicação de uma certa corrente eléctrica a um meio, através de aplicação de uma certa corrente eléctrica a um meio, através de eléctrodos. Posteriormente, mede-se a voltagem desenvolvida em eléctrodos. Posteriormente, mede-se a voltagem desenvolvida em eléctrodos colocados em diferentes posições em redor do meio em estudo.eléctrodos colocados em diferentes posições em redor do meio em estudo.
(in http://www.itoms.com)
Sinal obtido e processamento de imagem
( in http://www.csc.fi)
Engenharia genética:Engenharia genética:
Reconstrução de um modelo 3D a partir de imagens consecutivas tiradas em microscópio electrónico de tomografia
AplicaçõesAplicações
Electrical Resistivity Tomography (ERT)Electrical Resistivity Tomography (ERT)
TomografiaTomografia
(in http://www.steamtech.com)
AplicaçõesAplicações
Electrical Resistivity Tomography (ERT)Electrical Resistivity Tomography (ERT)
Engenharia geológica:Engenharia geológica:
Monitorização do processo de infiltração de água num perfil de solo no Novo México, com base na medição da humidade
(in http://www.tomography.com/ectcom.htm)
Electrical Capacitance Tomography (ECT)Electrical Capacitance Tomography (ECT)
O método ECT é constituído por:O método ECT é constituído por:um um sensorsensor de capacitância de capacitânciauma uma unidade de medidaunidade de medida da capacitância da capacitânciaum um computadorcomputador
Fundamento:Fundamento: baseia-se no facto de substâncias diferentes terem capacidades baseia-se no facto de substâncias diferentes terem capacidades diferentes de armazenar energia eléctrica. O método consiste na aplicação diferentes de armazenar energia eléctrica. O método consiste na aplicação de uma diferença de potencial um meio, através de eléctrodos. de uma diferença de potencial um meio, através de eléctrodos. Posteriormente, mede-se a capacitância lida nos sensores colocados em Posteriormente, mede-se a capacitância lida nos sensores colocados em diferentes posições.diferentes posições.
TomografiaTomografia
(in http://www.tomography.com/ectcom.htm)
Electrical Capacitance Tomography (ECT)Electrical Capacitance Tomography (ECT)
AplicaçõesAplicações
Combustão:Combustão:
Monitorização de chamas
Mecânica dos fluídos:Mecânica dos fluídos:
Monitorização de escoamentos gás/óleo ou gás/sólidos
TomografiaTomografia
7 - Referências bibliográficas7 - Referências bibliográficas
Tomografia
Fischer, W. and Burkhardt, H. (1990). “Three-dimensional temperature measurements in flames by
multispectral tomographic image analysis” in Applications of Digital Image Processing Xie, C. G. Review of image reconstruction methods for process tomography. Helmut Ermert, Oliver Keitmann, Ralph Oppelt, Bernd Granz, Andreas Pesavento, Markus Vester,
Bernd Tillig, Volker Sander. ”A New Concept For A Real-Time Ultrasound Transmission Camera” Avinash C. Kak, Malcom Slaney, “Principles of Computerized Tomographic Imaging”, IEEE Press
http://ghp712.geo.uni-leipzig.de
http://www.bae.ncsu.edu
http://www.books.nap.edu http://www.cheyrad.com/mri.html
http://www.csc.fihttp://www.eit.org.uk
http://www.itoms.com
http://www.jamstec.go.jp
http://www.oal.whois.edu
http://www.steamtech.com
http://www.tomography.com/ectcom.htm
http://www.marine-group.com/acoustic.htm
http://www.nap.edu/books