كيف الرياضيات يمكن أن ينقذ حياتك: التصوير المقطعي
| |
|
| |
الأشعة المقطعية من داخل الرأس
|
يمكن الرياضيات حقا انقاذ حياتك؟ بالطبع ما في وسعها! الرياضيات لديها تطبيقات للعديد من المشاكل التي تعتبر حيوية لدينا الصحة والسعادة. على سبيل المثال، حفظ فلورنس نيتينغيل حياة عدد لا يحصى من قبل تطبيق دقيق للرياضيات في شكل الإحصاءات الطبية (وذهب إلى أن تصبح أول امرأة عضو في الجمعية الملكية الإحصائية).
التصوير المقطعي أصبحت واحدة من أهم تطبيقات الرياضيات لمشاكل إبقائنا على قيد الحياة. يعتمد الطب الحديث بشكل كبير على أساليب التصوير، وبدأت في بداية القرن 20th مع الاستخدام المبكر من الأشعة السينية. أساسا أساليب التصوير تأخذ شكلين، الداخلية والخارجية.
X-راي وأساليب الموجات فوق الصوتية تعمل من خلال وجود خارجيمصدر الإشعاع التي تأتي من مصدر خارج الجسم. ثم يتم الكشف عن الإشعاع بعد أن مرت من خلال الجسم، ويتم إنشاء صورة من الطريقة التي يمتص هذا المصدر. عندما تستخدم الأشعة السينية وتسمى عملية المحوسب المحوري التصوير المقطعي (CAT). (كلمة التصوير المقطعي يأتي من العمل اليونانية توموس معنى "شريحة" و GRAPHIA معنى "واصفا".)
طرق التصوير الأخرى، بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، وSPECT، استخدام مصدر ر الداخلي س الجسم. هذه الطرق لها مزايا معينة على CAT سواء في دقة وضوح الصورة والسلامة، والأشعة السينية يمكن بسهولة تلف الأنسجة اللينة.
وقد عملت الرياضيات الأساسية وراء التصوير المقطعي بها عالم الرياضيات الرادون في عام 1917. وفي عام 1960 ألان ماكليود كورماك، بالتعاون مع الكهربائية وآلات للصناعات المحدودة وغودفري هاونسفيلد، وضعت أول جهاز المسح الضوئي العملي، وEMI الماسح الضوئي الشهير. لهذا العمل، وفاز كورماك على جائزة نوبل.
A التاريخي EMI رئيس الماسح الضوئي
النماذج في وقت مبكر يمكن مسح فقط كائن في حجم رأس الإنسان، ولكن جاء الماسحات الضوئية الجسم كله بعد فترة وجيزة.
التصوير الطبي يعمل بسبب وجود مجموعة من التقنيات حذرين للغاية قياس، خوارزميات حاسوبية متطورة، والرياضيات قوية. رياضيات التصوير المقطعي والعديد من التطبيقات الأخرى، بما في ذلك تصوير الغلاف الجوي، حل لغز جريمة قتل القديم، والكشف عن الألغام الأرضية. كما أنه يساعد على حل الألغاز سودوكو.
عن المؤلفين
الدكتور كريس بود ، أستاذ الرياضيات التطبيقية، جامعة باث، أستاذ الرياضيات، المعهد الملكي لبريطانيا العظمى
كريس بود أستاذ الرياضيات التطبيقية ومدير معهد نوم للأنظمة المعقدة، في جامعة
باث، المملكة المتحدة حيث يعمل على المشاكل الرياضية التي تنشأ في الصناعة. بدأت اهتمامه في التصوير المقطعي عندما كان يعمل في صناعة النظر في مشاكل المعنية مع الاستشعار عن بعد من الأرض باستخدام بيانات الأقمار الصناعية. والمهتمين وأيضا في باعتباره مجموعة متنوعة من المشاكل التي الطبخ موجة الصغرى، التنبؤ بالطقس والرياضيات من الرقص الشعبي.
وهو أيضا populariser عاطفي الرياضيات، ويشغل منصب أستاذ الرياضيات في المعهد الملكي، وإعطاء العديد من المحادثات إلى المدارس والهيئات الأخرى. وقد كتب كتاب الرياضيات شعبية الرياضيات الوفرة. http://people.bath.ac.uk/mascjb/
الدكتور كاثرين ميتشل ل ، قسم الهندسة الإلكترونية والكهربائية، جامعة باث
كانت دائما مهتمة كاثرين ميتشل في puzzels الرياضية ولديه الحماس معين لتلك التي يمكن أن تكشف شيئا عن العالم الطبيعي. درست في جامعة ويلز وأكمل الدكتوراه هناك قبل أن ينتقل إلى حمام عام 1999 حيث أنها حاليا أستاذا للهندسة. انها تقود مجموعة الأبحاث في حمام مع المصالح المتنوعة بدءا من الأقمار الصناعية GPS إلى التصوير الطبي وفيزياء الفضاء، وكلها مرتبطة معا من خلال تقنية الكامنة وراء التصوير المقطعي.
|
