Kuvantamismenetelmät

Kuvantamismenetelmät ovat tutkimus- ja diagnostiikan sekä muun tiedonhankinnan tarkoituksiin käytettyjä keinoja, joilla kohteesta muodostetaan näkyvä kuva tai kuvamateriaali. Ne voivat koskea sekä ihmiskehoa että materiaaleja, ja niiden sovellukset ulottuvat lääketieteestä biotieteisiin ja teolliseen tutkimukseen. Menetelmät voivat olla ei-invasiivisia tai invasivisia, ja ne perustuvat erilaisiin fysikaalisiin ilmiöihin, kuten säteilyyn, valoon, ääneen tai sähköisiin vuorovaikutuksiin.

Lääketieteellisissä kuvantamismenetelmissä käytetään sekä ionisoivaa että ei-ionisoivaa kuvantamista. Esimerkkejä ovat röntgenkuvaus ja tietokonetomografia (TT), magneettikuvaus (MRI) sekä ultraäänikuvaus. Ionisoivaa säteilyä käyttävät menetelmät antavat usein syvemmät kuvat, mutta niihin liittyy säteilyaltistus. Ei-ionisoivaa kuvantamista edustavat MRI ja ultraääni. Myös biotieteissä ja teollisuudessa käytetään sekä optisia että radioaktiivisia kuvantamismenetelmiä.

Mikroskooppiset kuvantamismenetelmät kattavat valo- ja elektronimikroskopian sekä skannauksen perusteella toimivat tekniikat. Valomikroskopiaan kuuluvat perinteinen valomikroskopia, fluoresenssimikroskopia sekä konfokaalimikroskopia ja optinen koherenssimikuvantaminen (OCT). Elektronimikroskopiassa käytetään esimerkiksi läpäisevää elektronimikroskopiaa (TEM) sekä skannaavaa elektronimikroskopiaa (SEM). Skannauksen perusteella toimivia tekniikoita ovat atomin voimamikroskopia (AFM) sekä skannau-tunnelimikroskopia (STM).

Monimaanalinen kuvantaminen yhdistää useita menetelmiä samaan tutkimukseen tai kuvien tietojoukkoon, mikä parantaa tulosten luotettavuutta. Kuvantamisen yhteydessä käytetään usein kuvan rekonstruktioita, rekisteröintiä, segmentointia sekä analyysiä, ja tekoälyllä on kasvava rooli.

Valintaan liittyviä tekijöitä ovat kohteen luonne, toivottu resoluutio, läpäisevyys, turvallisuus sekä kustannukset. Kuvantamismenetelmien kehitys jatkuu erityisesti multimodaalisen kuvantamisen ja tekoälypohjaisten analyysien alueilla.