التصوير المقطعي المحوسب الصناعي

مجموعة متحركة من صور الإرسال المقطعي المحوسب لكاميرا ويب Logitech C500

التصوير المقطعي المحوسب الصناعي ( CT ) هو أي عملية تصوير مقطعي بمساعدة الحاسوب ، وعادةً ما يكون تصويرًا مقطعيًا بالأشعة السينية ، يستخدم الإشعاع لإنتاج صور ثلاثية الأبعاد داخلية وخارجية للجسم المراد تصويره. يُستخدم التصوير المقطعي المحوسب الصناعي في العديد من المجالات الصناعية للفحص الداخلي للمكونات. ومن أهم استخداماته: الكشف عن العيوب، وتحليل الأعطال ، وعلم القياس، وتحليل التجميع، وتطبيقات الهندسة العكسية . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وكما هو الحال في التصوير الطبي ، يشمل التصوير الصناعي كلاً من التصوير الشعاعي غير المقطعي ( التصوير الشعاعي الصناعي ) والتصوير المقطعي المحوسب (التصوير المقطعي المحوسب).

أنواع الماسحات الضوئية

خط شعاع جهاز التصوير المقطعي المحوسب
ماسح ضوئي خطي

يُعدّ المسح الخطي بالأشعة السينية الطريقة التقليدية للتصوير المقطعي الصناعي. [ 4 ] تُنتَج الأشعة السينية، ويُجمَّع شعاعها لتكوين خط. ثم يُمرَّر شعاع الأشعة السينية الخطي عبر الجزء المراد تصويره، ويجمع الكاشف البيانات. بعد ذلك، تُعاد معالجة البيانات لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للجزء .

في تقنية المسح الضوئي المخروطي ، يُوضع الجزء المراد مسحه على طاولة دوارة. [ 4 ] أثناء دوران الجزء، يُنتج مخروط الأشعة السينية عددًا كبيرًا من الصور ثنائية الأبعاد التي يجمعها الكاشف. ثم تُعالج هذه الصور لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد يُمثل الأشكال الخارجية والداخلية للجزء.

خط شعاع جهاز التصوير المقطعي المحوسب
ماسح ضوئي مخروطي الشعاع

تاريخ

ظهرت تقنية التصوير المقطعي المحوسب الصناعية عام 1972 مع اختراع جهاز التصوير المقطعي المحوسب للتصوير الطبي على يد غودفري هونسفيلد . وقد نال هذا الاختراع جائزة نوبل في الطب، تقاسمها مع آلان ماكلويد كورماك . [ 5 ] [ 6 ] وقد أتاحت العديد من التطورات في التصوير المقطعي المحوسب استخدامه في المجال الصناعي لأغراض القياس، بالإضافة إلى الفحص البصري المستخدم بشكل أساسي في المجال الطبي ( التصوير المقطعي المحوسب الطبي ).

تقنيات التحليل والفحص

تشمل استخدامات وتقنيات الفحص المختلفة مقارنة الأجزاء بالتصميم بمساعدة الحاسوب، ومقارنة الأجزاء ببعضها، وتحليل التجميع والعيوب، وتحليل الفراغات، وتحليل سماكة الجدران، وإنشاء بيانات التصميم بمساعدة الحاسوب. ويمكن استخدام بيانات التصميم بمساعدة الحاسوب في الهندسة العكسية ، وتحديد الأبعاد الهندسية وتحليل التفاوتات، والموافقة على أجزاء الإنتاج. [ 7 ]

حَشد

يُعدّ التحليل البصري، أو تحليل التجميع، من أبرز أشكال التحليل باستخدام التصوير المقطعي المحوسب. إذ يوفر التصوير المقطعي المحوسب صورًا داخلية للمكونات في وضعها التشغيلي، دون الحاجة إلى تفكيكها. وتتيح بعض برامج التصوير المقطعي المحوسب الصناعية إمكانية أخذ قياسات من بيانات التصوير المقطعي المحوسب ثلاثية الأبعاد. وتُفيد هذه القياسات في تحديد المسافات بين الأجزاء المُجمّعة أو أبعاد أي عنصر مُحدد.

تم إجراء فحص تصوير مقطعي محوسب صناعي على قطعة مصبوبة من الألومنيوم لتحديد العيوب الداخلية مثل الفراغات. جميع الجسيمات الملونة داخل القطعة المصبوبة هي فراغات/مسامية/جيوب هوائية، والتي يمكن قياسها أيضًا ويتم تنسيق ألوانها وفقًا لحجمها.

الكشف عن الفراغات والشقوق والعيوب

رحلة عبر نموذج ثلاثي الأبعاد لمطحنة فلفل للاستخدام مرة واحدة. زجاج أزرق.

تقليديًا، كان تحديد العيوب والفراغات والشقوق داخل الجسم يتطلب اختبارات إتلافية . أما التصوير المقطعي المحوسب (CT) فيمكنه الكشف عن الخصائص والعيوب الداخلية وعرض هذه المعلومات ثلاثية الأبعاد دون إتلاف الجزء. يُستخدم التصوير المقطعي المحوسب الصناعي (الأشعة السينية ثلاثية الأبعاد) للكشف عن العيوب داخل الجزء، مثل المسامية [ 8 ] ، أو الشوائب، أو الشقوق [ 9 ] . كما استُخدم أيضًا للكشف عن منشأ وانتشار الأضرار في الخرسانة [ 10 ] .

تُعدّ المكونات المعدنية المصبوبة والمكونات البلاستيكية المقولبة عرضةً للمسامية بسبب عمليات التبريد، والانتقالات بين الجدران السميكة والرقيقة، وخصائص المواد. ويمكن استخدام تحليل الفراغات لتحديد مواقع الفراغات وقياسها وتحليلها داخل المكونات البلاستيكية أو المعدنية.

التحليل الهندسي للأبعاد والتفاوتات

تقليديًا، وبدون اختبارات إتلافية، كانت القياسات الكاملة تُجرى فقط على الأبعاد الخارجية للمكونات، باستخدام آلات قياس الإحداثيات (CMM) أو أنظمة الرؤية لرسم خرائط الأسطح الخارجية. أما طرق الفحص الداخلي فكانت تتطلب استخدام الأشعة السينية ثنائية الأبعاد للمكون أو اللجوء إلى الاختبارات الإتلافية. يتيح التصوير المقطعي المحوسب الصناعي إجراء قياسات كاملة غير إتلافية. وبفضل التعقيد الهندسي غير المحدود، تسمح الطباعة ثلاثية الأبعاد بإنشاء خصائص داخلية معقدة دون أي تأثير على التكلفة، وهي خصائص لا يمكن الوصول إليها باستخدام آلات قياس الإحداثيات التقليدية. أول نموذج مطبوع ثلاثي الأبعاد مُحسَّن لتوصيف الشكل باستخدام التصوير المقطعي المحوسب [ 11 ].

طرق العناصر المحدودة القائمة على الصور

تقوم طريقة العناصر المحدودة القائمة على الصور بتحويل بيانات الصور ثلاثية الأبعاد من التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية مباشرةً إلى شبكات لتحليل العناصر المحدودة . تشمل مزايا هذه الطريقة نمذجة الأشكال الهندسية المعقدة (مثل المواد المركبة) أو نمذجة المكونات "كما تم تصنيعها" بدقة على المستوى الميكروي. [ 12 ]

من المتوقع أن يصل حجم سوق التصوير المقطعي المحوسب الصناعي إلى ما بين 773.45 مليون دولار أمريكي و1,116.5 مليون دولار أمريكي خلال الفترة من 2029 إلى 2030. وتشير الاتجاهات الإقليمية إلى نمو قوي متوقع في السوق، لا سيما في منطقة آسيا والمحيط الهادئ، وكذلك في أمريكا الشمالية وأوروبا، وذلك بفضل لوائح السلامة الصارمة والصيانة الوقائية للمعدات الصناعية. [ 13 ] [ 14 ]  ويُعزى هذا النمو بشكل أساسي إلى التطوير المستمر لأجهزة وخدمات التصوير المقطعي المحوسب التي تُمكّن من إجراء اختبارات دقيقة وغير مُتلفة للمكونات. كما تُساهم الابتكارات، مثل استخدام الذكاء الاصطناعي لتحليل الأعطال آليًا وتطوير أنظمة التصوير المقطعي المحوسب المتنقلة، في توسيع نطاق الإمكانيات. [ 15 ]

تطورات في علم الطب الشرعي

أصبح التصوير المقطعي المحوسب (CT) أداةً بالغة الأهمية في علم الطب الشرعي ، لا سيما في إجراء عمليات التشريح الافتراضي. [ 16 ] [ 17 ] على عكس عمليات التشريح التقليدية التي تتطلب إجراءات جراحية، يتيح التصوير المقطعي المحوسب إجراء فحوصات داخلية غير جراحية للجسم، مما ينتج صورًا ثلاثية الأبعاد مفصلة للعظام والأعضاء والأنسجة الرخوة. [ 18 ] تُعد هذه التقنية مفيدة بشكل خاص في الكشف عن الكسور والأجسام الغريبة (مثل الرصاص أو الشظايا) والانسدادات الغازية وعلامات الإصابات التي قد لا تكون ظاهرة للعيان. [ 19 ] يمكن للتصوير المقطعي المحوسب الحفاظ على الأدلة الجنائية بشكل أكثر فعالية، وهو مفيد بشكل خاص في حالات الكوارث الجماعية أو التحلل أو الاعتراضات الثقافية والدينية على التشريح. [ 16 ] علاوة على ذلك، يمكن تخزين الصور الرقمية من التصوير المقطعي المحوسب ومراجعتها عدة مرات، مما يُساعد في التحقيقات القانونية والأغراض التعليمية. [ 18 ] بشكل عام، حسّن التصوير المقطعي المحوسب دقة وكفاءة وسهولة الوصول إلى فحوصات ما بعد الوفاة في سياقات الطب الشرعي.

مسرد مصطلحات الطب الشرعي واستخدامات التصوير المقطعي المحوسب

المصادر: [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 17 ]

تقييم الصدمة
التمييز بين الإصابات التي تحدث قبل الوفاة والإصابات التي تحدث بعد الوفاة.
تحليل الانصمام الغازي
تحديد وجود الهواء أو الغاز في الأوعية الدموية، مما قد يشير إلى الغرق أو مرض تخفيف الضغط أو الإهمال الطبي.
تقدير العمر
تقييم نضج الهيكل العظمي وتطور الأسنان في البقايا المجهولة الهوية.
تحليل ضحايا الحروق
فحص الهياكل الداخلية في الجثث المحترقة بشدة عندما تكون إجراءات التشريح التقليدية محدودة.
مقارنة مع بيانات ما قبل الوفاة
مطابقة صور الأشعة المقطعية بعد الوفاة مع الصور الطبية من حياة الشخص لتحديد هويته.
الحساسية الثقافية/الدينية
بديل عن عمليات التشريح الجراحية عندما لا يُسمح بفتح الجثة.
دراسات التحلل
مراقبة التغيرات في الأنسجة والغازات أثناء عملية التحلل.
الكشف عن الكسور
تحديد كسور الجمجمة والأضلاع وغيرها من كسور الهيكل العظمي، وخاصة تلك التي لا يمكن رؤيتها خارجياً.
التوثيق والأرشفة
سجلات رقمية دائمة وقابلة للمراجعة لحالة الجسم والأدلة.
تحليل إصابات الانفجارات
تقييم أنماط الأضرار الداخلية الناجمة عن أحداث الضغط العالي.
دعم إعادة بناء الوجه
تصوير الجمجمة عالي الدقة لإعادة بناء الوجه رقميًا.
تحديد الأمراض
الكشف عن الأمراض أو العدوى أو الحالات المزمنة التي قد تكون مرتبطة بسبب الوفاة.
تحديد هوية ضحايا الكوارث الجماعية
التصوير الفعال لأجسام متعددة لتحديد الهوية السريعة وتقييم الإصابات.
التشريح الافتراضي (virtopsies) [ 16 ]
الفحوصات الداخلية غير الجراحية للأفراد المتوفين.
تصوير الأجسام الغريبة
تحديد موقع وتحليل الرصاصات أو الشظايا أو المواد الأخرى المضمنة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. فليش، أ.، وآخرون. التصوير المقطعي المحوسب الصناعي في تطبيقات الهندسة العكسية. وقائع DGZfP BB 67-CD ورقة 8، التصوير المقطعي المحوسب للتطبيقات الصناعية ومعالجة الصور في علم الأشعة، 15-17 مارس 1999، برلين، ألمانيا.
  2. وودز، سوزان (4 يونيو 2010). "الفحص ثلاثي الأبعاد بالتصوير المقطعي المحوسب يوفر رؤية كاملة للأجزاء الدقيقة" . التصنيع الدقيق . مؤرشف من الأصل في 21 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2025 .
  3. "ما هو التصوير المقطعي الصناعي؟" . لومافيلد . 30 أكتوبر 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يونيو 2025 .
  4. 1 2 هوفمان، ج.، فليش، أ.، أوبريست، أ.، طرق التحسين القائمة على شبكة المسح المقطعي التكيفي لتطبيقات التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية الصناعية. NDT&E International (37)، 2004، ص 271-278.
  5. زوفان، براهمان. "التصوير المقطعي المجهري ثلاثي الأبعاد - أداة هندسية فعّالة" . تقنيات المسح ثلاثي الأبعاد . مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2025 .
  6. نويل، جوليان (18 ديسمبر 2008). "مزايا التصوير المقطعي المحوسب في المسح ثلاثي الأبعاد للأجزاء الصناعية" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 7 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2025 .
  7. "خفض تكاليف فحص ما قبل الإنتاج باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الصناعي (CT)". مجلة التصنيع الدقيق لصناعة تكنولوجيا التصنيع الدقيق العالمية، أغسطس 2010.
  8. لامبرت، ج.؛ تشامبرز، أ.ر.؛ سنكلير، إ.؛ سبيرينغ، س.م. (2012). "توصيف الأضرار ثلاثية الأبعاد ودور الفراغات في إجهاد مواد شفرات توربينات الرياح". علوم وتكنولوجيا المواد المركبة . 72 (2): 337. doi : 10.1016/j.compscitech.2011.11.023 .
  9. بول، دي جيه؛ هيلفن، إل؛ سنكلير، آي؛ سبيرينغ، إس إم؛ باومباخ، تي. (2013). "مقارنة بين تقنيات الفحص المقطعي بالأشعة السينية ثلاثية الأبعاد متعددة المقاييس لتقييم أضرار الصدمات في مركبات ألياف الكربون" (ملف PDF) . علوم وتكنولوجيا المركبات . 75 : 55-61 . doi : 10.1016/j.compscitech.2012.12.006 .
  10. جوشي، نيرمال راج؛ ماتسوموتو، أيومو؛ أساموتو، شينغو؛ ميورا، تايتو؛ كاواباتا، يويتشيرو (2022-04-01). "دراسة السلوك الميكانيكي للخرسانة مع تمدد تكوين الإترينجيت المتأخر الشديد، مع التركيز على انتشار التلف الداخلي تحت أنماط تحميل ضغط مختلفة" . مركبات الأسمنت والخرسانة . 128 104433. doi : 10.1016/j.cemconcomp.2022.104433 . ISSN 0958-9465 . S2CID 246514058 .  
  11. شاه، باراس؛ راكاسان، رادو؛ بيلز، بول (2016-11-01). "مقارنة بين طرق التصنيع الإضافي المختلفة باستخدام التصوير المقطعي المحوسب" . دراسات حالة في الاختبارات والتقييم غير المتلف . 6 : 69-78 . doi : 10.1016/j.csndt.2016.05.008 . ISSN 2214-6571 . 
  12. إيفانز، إل. إم.؛ مارجيتس، إل.؛ كاسالينيو، في.؛ ليفر، إل. إم.؛ بوشيل، ج.؛ لوي، تي.؛ وولورك، أ.؛ يونغ، ب.؛ ليندمان، أ. (28-05-2015). "تحليل العناصر المحدودة الحرارية العابرة لكتلة CFC–Cu ITER أحادية الكتلة باستخدام بيانات التصوير المقطعي بالأشعة السينية" . هندسة وتصميم الاندماج . 100 : 100-111 . Bibcode : 2015FusED.100..100E . doi : 10.1016/j.fusengdes.2015.04.048 . hdl : 10871/17772 .
  13. "سوق التصوير المقطعي الصناعي - التصوير المقطعي المحوسب - الحجم والحصة وتحليل الصناعة" . www.mordorintelligence.com . موردور إنتليجنس . تاريخ الاسترجاع: 11 أبريل 2024 .
  14. "تقرير حجم سوق التصوير المقطعي المحوسب الصناعي، 2030" . www.grandviewresearch.com . شركة جراند فيو للأبحاث . تاريخ الاطلاع: 11 أبريل 2024 .
  15. "نظرة معمقة على الاتجاهات وتطور السوق والابتكارات التكنولوجية" . www.microvista.de . شركة مايكروفيستا المحدودة. 10 أبريل 2024. تاريخ الاطلاع: 11 أبريل 2024 .
  16. 1 2 3 فيلوغرانا، لورا؛ بولييزي، لوكا؛ موتو، ماسيمو؛ تاتولي، دوريانا؛ غولييلمي، جوزيبي؛ ثالي، مايكل جون؛ فلوريس، روبرتو (2019-02-01). "دليل عملي للتشريح الافتراضي: لماذا، متى، وكيف" . ندوات في الموجات فوق الصوتية، والتصوير المقطعي المحوسب، والتصوير بالرنين المغناطيسي . علم الأشعة الجنائية. 40 (1): 56-66 . doi : 10.1053/j.sult.2018.10.011 . ISSN 0887-2171 . 
  17. 1 2 Simplyforensic (2025-04-09). "التشريح الافتراضي: العلم وراء التحليل الرقمي لما بعد الوفاة" . simplyforensic.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-04-2025 .
  18. ليث ، بيتر ميغيند (سبتمبر 2009). "التصوير المقطعي المحوسب كإجراء روتيني في تحقيقات ما بعد الوفاة". المجلة الأمريكية للطب الشرعي وعلم الأمراض . 30 ( 3): 219-222 . doi : 10.1097/PAF.0b013e318187e0af . ISSN 1533-404X . PMID 19696574 .  
  19. 1 2 "CAS - خدمة المصادقة المركزية" . connect.laurentian.ca . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-04-2025 .
  20. "خدمة المصادقة المركزية (CAS)" . connect.laurentian.ca . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-04-2025 .