Tredimensionell (3-D) datortomografi är en mycket använd teknik som visualiserar ett objekts yttre och inre struktur genom att sätta samman en serie tvådimensionella bilder tagna sekventiellt tvärs över eller runt det. Dock, som alla som har genomgått en medicinsk magnetisk resonanstomografi kommer ihåg, denna typ av 3D-rekonstruktion kräver att motivet är orörligt under hela fångstprocessen, vilket kan ta minuter. Att fånga en 3D-struktur som förändras eller deformeras med tiden är mycket svårare, och befintliga tillvägagångssätt ger ofta rekonstruktioner som försämras av bildartefakter och partiella ytor.

Guangming Zang, Ramzi Idoughi och deras kollegor, under ledning av Wolfgang Heidrichs på KAUST, har utvecklat en ny fyrdimensionell avbildningsmetod som avsevärt förbättrar kvaliteten på sådan rum-tidstomografi för snabbt deformerande objekt.

"Den primära utmaningen är när deformationen är så snabb att skannern bara kan ta några få bilder innan deformationen blir betydande, " förklarar Zang. "Problemet är då att rekonstruera mycket detaljerade 3D-objekt med endast ett fåtal projektioner med mycket mindre information än vad som skulle vara tillgängligt när man rekonstruerar statiska objekt."

Teamet tacklade utmaningen i två delar. Först, de modifierade fångstsekvensen för att få en bättre fördelning av skanningar över tiden. Sedan, de skapade en algoritm som tillåter rekonstruktionen vid en given tidpunkt genom att använda information från tidigare och efterföljande förvärvssteg.

"Detta är ett stort steg mot att göra 3D-tomografi användbar för att sondera interna strukturer hos objekt när förändringar under skanning inte kan undvikas, säger Zang.