最近,在CT系统市场指数增长。因此,各种各样的系统登陆市场,从巨人,旗舰系统覆盖广泛的应用到小型桌面设备满意但有限的功能。
确定特定的解决方案在这极其竞争格局,制造商将调整的核心功能ct机系统,特别是无损收购attenuation-based 3 d图像,用额外的甚至是小说的分析功能。
例如,能力进行x射线荧光扫描期间,真正与光栅干涉相衬成像,获取光谱数据在ct机系统或捕获x射线散射信号。
此外,有一个日益增长的需求放大成像从3 d、4 d -引入时间实验的维度和一系列CT系统现在提供专门的4 d成像工具,电缆引线流和信号线路和内置连接外围设备。app亚博体育
尽管不断增长的额外的功能范围的微ct系统,生产的3 d数据集样本的结构或成分仍然是ct机的主要用途。
不管这样的数据集是用于材料的量化特征,例如,孔隙度、利用作为输入的数值模型或被用于获取样品内部有更深一层的认识,图像质量继续发挥核心作用在获取可靠和可重复的结果。
由于可用工具的数量和用户社区,微ct技术经历了显著的发展。
如今,断层扫描设备都配备了先进的x射线源和探测器,和附带的软件演示了改进重建算法和优秀的后期处理和可视化工具。
本文概述了对最新一代的新技术意味着microCT系统,并说明了追求任何应用程序的最佳微ct系统进一步比简单地比较所有系统在市场上的最大分辨率。
这是放大了的事实,x射线源的分辨率极限达到绝对的物理限制。现在,所有x射线源制造商之间提供传输式x光管与分辨率0.5µm和1µm,这些价值观和实际差别是极其有限的。
尽管的重要性越来越高——或者说,满意——分辨率图像是一种宝贵的品质,其他参数,包括图像质量和对比,成像速度或简单的系统的动态能力,一样有时甚至比分辨率更重要。
成像速度增加吞吐量和节省成本
时需要考虑的最重要的特征研究ct机设备成像时间。
发展关键扫描仪组件,主要是在探测器方面而且在固态硬盘等电脑硬件,方便快速的数据记录,推动了减少采购时间——从几个小时到几分钟。
此外,能够增加炮检距最大化X射线通量表明,X射线源的最大功率和收购模式还需要代理在计算采集速度。
市场上最快的商业微ct系统方便的中等分辨率扫描结果在每扫描一分钟,可以实现时间的决议只是几秒钟最大扫描速度。
快速扫描速度提供很多益处,但是关键影响因素可能增加吞吐量。增加吞吐量提供能力扫描几个在一个相对短的时间内,从而提高系统的可用性给用户。
随着ct机设备通常出现在大,多用户的设施,这阻止系统访问成为一个严重的瓶颈进行实验和研究进展。高吞吐量使用户能够处理更多的样品在相同的时间,确保足够的数据点来生成统计相关的结论。
在几个样品需要被扫描的情况下获得这样一个统计相关抽样,慢扫描速度不是一个选项。最后,快速扫描仪还保持低成本/样本,这是至关重要的在实验室分析服务环境。
虽然以前所有点的成像速度是一个关键因素,这也意味着,有更多的时间——这一次可以用来获得更多x射线投影图像或增加曝光时间/投影。
这意味着更快的成像速度意味着增强图像质量可以获得收购在同一时间用较慢的ct机系统。
图1所示。高质量的手机镜头组装扫描的扫描TESCAN UniTOM人力资源系统在26日(a),甚至7 (B)使用1300分钟1000 (a)和(B)预测。图片来源:TESCAN USA Inc .)
图像质量的关键是实现可操作的结果
这个高图像质量的重要性不能被夸大。整体图像质量很可能是最核心的因素时获得高质量、可靠的、可操作的结果从ct机。
这是特别重要的,当数值结果如孔隙度值或绝对距离是必需的。关键是信噪比和contrast-to-noise比率是尽可能高。
分割步骤最有可能的第一步处理和3 d ct机的数据集的分析。这个图像分割通常是自动或手动进行的,两个或两个以上的不同的材料在哪里互相分化,基于灰度值的图像。亚博网站下载
大多数的图像分析程序需要至少一个分割步骤,和所有其他的分析步骤和结论通常依赖于初始分割,它被认为是单一图像分析中最关键的一步。
因此,图像质量起着核心作用得到很好的结果。更好的输入、更可靠的图像分割可以通过不同的用户或执行算法。
这是突出的先进的机器学习和AI-assisted分割方法,所有条件在清洁和一致的训练数据。就像成像速度,图像质量也利用电子的技术进步。
有下降的读出噪声探测器,和更多的了解实施计算机断层扫描和threshold探测器(不同于工业放射学)。
更好的收购模式,如顺利收购轨迹而不是传统的步骤和拍摄方法,增加一些ct机系统的信噪比。
正如前面提到的,作为一个微ct系统的分辨率是技术的最重要的一个方面,它不能被忽视。分辨率的图像质量是一个重要的组成部分,系统产生的数据集。
当然有应用亚微米空间分辨率需要解决任何即将到来的挑战。然而,用户必须明白,他们只能获得一个优势(理论)的最大分辨率的特性是否能得到解决和分段有足够信心保证准确的结果。
如果有降低信噪比的最大分辨率,图像质量的妥协可能太大的权衡。
如果最大分辨率不是最关键的因素,有一些应用程序是这种情况——值得考虑微ct系统,拥有几微米的分辨率,而不是亚微米,但在其他方面出类拔萃。
这些分辨率较低的系统可以提供更大的易用性,降低维护需求和提高灵活性的样本和系统几何。
多功能性的问题:它可能需要一天
而旋转的样本足够的获得一个标准的微ct 3 d数据集,这样的系统,只有一个自由度,很难获得,而且只有在特殊情况下,如检查多个相同的样品在工业环境中。
大多数的商业CT系统足够灵活移动x射线源和探测器之间的样本(放大),使样品上下运动(高样品的扫描)。
在其他情况下,这通常是由一个变量炮检距,在固定的步骤,而不是采取措施,完全可调的,且/或并排运动检测器的广角成像。
这进一步,有设备提供的旋转舞台上定位阶段完全对齐旋转轴上的样本。这个X / Y定位通常执行的相对定位,而不是用汽车绝对编码器。
多功能性微ct系统意味着用户不仅有能力控制上述运动也改变水平和垂直的位置x射线独立源和探测器,将载物台垂直于炮检轴和生成采集轨迹利用所有这些动作的结合。
把这一切放在一起,这些微ct系统一共有10个或更多的自由度来促进完整的灵活性,适应极其复杂的断层扫描实验。
一个这样的例子多功能性和优秀的使用可用的自由度是著名的多尺度方法,通常用于ct机的调查。
一旦一个快速概述扫描的对象已经完成,在ct机可能是十厘米的高度和直径,感兴趣的一个特定的面积或体积内可以确定样本。
在这本书感兴趣的位置,时间,新的扫描进行了高分辨率和/或图像质量。精确的可视化之间的沟通,重建和扫描控制软件应用程序所需的翻译坐标之间的初始概述扫描和随之而来的高质量的扫描。
绝对编码器每电机内部CT系统确保每一个组件的CT机系统是引导向适当的位置进行扫描的体积感兴趣。
这多尺度体积感兴趣的工作流可以与应用程序完成大多数ct机的设备,但只有一个最高的软件和硬件之间的联系促进了一个简单的,用户友好的体验。app亚博体育
最后,系统通用性还允许非标准成像轨迹以及传统圆形收购方案。
螺旋收购是著名的,通常要求,但轨迹可能是至关重要的,如抵消扫描(一倍视野宽样本)或收购与光轴倾斜(源和探测器在不同高度,最大化传输大型扁平样品)。
图2。使用标准的锥束重建一个不锈钢手表与光轴倾斜断层和断层扫描(TESCAN延伸锥TomographyTM)。图片来源:TESCAN USA Inc .)
模块化,最大限度地提高您的投资
可以提高ct机系统通用性进一步通过添加选择使用几个探测器。每个x射线探测器在市场上不仅取决于其物理像素大小(像素间距),也由它的像素数量,有效面积、能源敏感性和闪烁体厚度。
因此,不同的样本类型和大小,或者仅仅只是不同的研究需求,将受益于一个或另一个探测器的使用。遇到机会随时切换不同的x射线探测器garuntees最好的结果可以达到一个广泛范围的样本。
探测器技术发展的速度越来越快,ct机系统的最高资产-探测器模块性还确保小说技巧可以包含在你的ct机系统。
这意味着系统可以提高对多个领域的应用,目前或进一步的,保证长期和富有成效的服务寿命。这个模块也可以升级CT机系统与不同的成像方式,如光谱成像作为一种附加在传统attenuation-based CT成像。
动态CT -将在一起
多功能性和模块化促进广泛的扫描范围的样本,也许有必要评估这些样品在不同条件下,如non-ambient温度和湿度或机械应力。
自从介绍了ct机的非破坏性本质意味着它已被用于研究时间分辨。
然而,最近的上述特性使技术的进步变得可用在所有实验室,不仅在大型同步加速器设施,使实验室在出版时间分辨断层扫描优于synchrotron-based实验数据。
看着出版物的数量,应用程序和动态ct机的可能性,能够进行快速的4 d实验在ct机系统需要考虑的一些事情。
有能力进行快速动态实验中,所有组件ct机系统必须在完美和谐功能完成工作。
结合快速探测器,需要高功率x射线源保持短曝光时间和扫描时间能赶上最快的的过程。
丰富的硬件连接电源和信号通过滑环式的连接——理想情况下促进无休止的旋转实验的设置,需要额外的电缆引线安装复杂的现场设置在系统。
可视化和重建软件也必须有能力处理数据获得多个数百个样本(或龙门)旋转。
没有实验可以预测完全、绝对的灵活性的开始和终点重建块必须到位,不仅捕获感兴趣的精确的事件也限制在时间和存储开销。
图3。的进化实验室和synchrotron-based出版物的数量快速原位微ct成像。转载来自Zwanenburg等人(2021)。图片来源:TESCAN USA Inc .)
结论
- TESCAN ct机系统提供优越的速度、图像质量、多功能性,…
- 不会过时的技术解决方案
- 经验丰富的工程师团队内部开发完成。良好记录,和领导人在技术(指2003 - 2005年的论文Jelle Vlassenbrouck丹尼斯•范厕所伯特Maschaele)
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来源:“分辨率、速度、图像质量和系统通用性ct机”Welsey de boeve。
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