Billeddannelsesteknikker

Billeddannelsesteknikker er metoder til at fremstille billeder af objekter, strukturer eller processer ved hjælp af forskellige typer stråling, bølger eller partikler samt beregningsbaseret rekonstruktion. De anvendes bredt i videnskab, medicin og industri til at visualisere anatomi, materialer og dynamiske fænomener på forskellige skalaer.

De vigtigste grupper er optiske billeddannelsesteknikker, røntgenbaserede teknikker og ikke-kontaktmetoder som ultralyd og magnetisk resonans imaging (MRI). Optiske metoder bruger lys og omfatter lysmikroskopi (bright-field, phase contrast), fluorescensmikroskopi og konfokal mikroskopi. Elektronmikroskopi (SEM og TEM) anvender elektroner og giver meget høj opløsning. Røntgenbaserede teknikker omfatter radiografi og computertomografi (CT). Ultralydsbilleddannelse anvender akustiske bølger til realtidsbilleder. MRI udnytter hydrogenresonans under magnetfelter og giver god kontrast i blødt væv samt mulige funktionelle målinger (fMRI). PET og SPECT bruger radioaktive tracere til at vise funktion og stofskifte.

Principperne og udfordringerne varierer mellem teknikkerne. Generelt kræver billeddannelse dataindsamling, signalbehandling og rekonstruktion. Opløsning, kontrast og penetrationsdybde afspejler bølgelængder eller detektorteknik, hvilket giver trade-offs mellem detaljer, indre synlighed og eksponering, særligt ved ioniserende stråling.

Anvendelser omfatter medicinsk diagnostik og behandling, forskning i biologi og materialer, geovidenskab og industrielt kvalitetskontrol. Fremtidige tendenser omfatter multimodal imaging, realtidsbilleddannelse og udbredt anvendelse af kunstig intelligens til rekonstruktion, registrering og billedtolkning.