最近，在CT系统市场内已达到指数增长。因此，各种各样的系统已经降落在市场上，从涵盖广泛应用的巨型旗舰系统到具有令人满意但功能有限的小型台式设备。
为了确定这种极其竞争格局的特定解决方案，制造商将调整Micro-CT系统，特别是非破坏性的基于衰减的3D图像，具有额外的分析能力。
例如，在扫描过程中传导X射线荧光的能力，与光栅干扰法，获取微观CT系统内的光谱数据或捕获X射线散射信号。
此外，将成像从3D扩大到4D的需求越来越大 - 引入了实验时间的尺寸 - 现在，许多CT系统提供了专业的4D成像工具，用于流量和信号线的电缆进料以及外围的内置连接2020欧洲杯下注官网设备。
尽管Micro-CT系统具有不断增长的额外功能，但样品结构或组成的3D数据集的生产仍然是Micro-CT的主要应用程序。
不管是否使用此类数据集来量化材料特征，例如孔隙率，用作数值模型的输入，或者被用来获得对样品内部的更深入的了解，图像质量在获得可靠的核心角色中仍然起着核心作用。和可再现的结果。
由于可用的仪器数量和坚定的用户社区，Micro-CT技术已经历了重大发展。
如今，断层扫描设备配备了高级X射线源和检测器，随附的软件展示了改进的重建算法以及出色的后处理和可视化工具。
本文概述了新技术对最新一代的Microct系统的意义，并说明了对任何应用程序最佳的Micro-CT系统的追求，而不仅仅是简单地比较市场中所有系统的最大分辨率相互对抗。
X射线源的分辨率限制已达到其绝对物理极限，这将放大这一事实。现在，所有X射线源制造商提供的传输型X射线管，分辨率在0.5 µm至1 µm之间，并且这些值之间的实际差异极为有限。
尽管在图像上获得高（或更确切地说是令人满意的分辨率）的重要性是一种有价值的质量，但其他参数，包括图像质量和对比度，成像速度或系统的动态能力，比分辨率更重要或更重要。
成像速度增加吞吐量并节省成本
在研究Micro-CT设备时要考虑的最重要的特征是成像持续时间。
关键扫描仪组件的开发主要在探测器方面，以及计算机硬件（例如促进快速数据记录的固态驱动器）的开发，已驱动收购时间的减少 - 从几个小时到几分钟。
此外，增强源检测器距离以最大化X射线通量的能力表明，在计算采集速度时，还需要对X射线源和采集模式的最大功率进行促进。
市场上最快的商业Micro-CT系统有助于每次扫描一分钟以下中等分辨率的精美扫描结果，并且可以以最大的扫描速度实现仅几秒钟的时间分辨率。
快速扫描速度提供了许多好处，但是关键的影响因素可能会增加吞吐量。这种增加的吞吐量提供了在相对较短的时间内进行多次扫描的能力，从而增强了系统对用户的可用性。
由于Micro-CT设备通常存在于较大的多用户设施中，因此这可以阻止系统访问成为实验和研究进度的严重瓶颈。高通量使用户能够在相同的时间内处理更多样本，从而确保生成足够的数据点以得出统计相关的结论。
在需要扫描几个样品以获取此类统计相关采样的情况下，不能选择缓慢的扫描速度。最后，快速扫描仪还保留每个样品成本低，这在分析服务实验室环境中至关重要。
虽然成像速度是所有先前点的关键因素，但这也意味着 - 当有更多时间时 - 可以使用此时间来获得更多的X射线投影图像或增加每个投影的曝光时间。
这意味着更快的成像速度意味着可以在与较慢的Micro-CT系统相同的采集持续时间内获取增强的图像质量。
图1。使用1300（a）和1000（a）和1000（b）预测，在Tescan Unitom HR系统上对手机镜头组件进行高质量扫描。图片来源：Tescan USA Inc.
图像质量是实现可行结果的关键
这种高图像质量的重要性不能被夸大。在获得Micro-CT的高质量，可靠，可操作的结果时，总体图像质量很可能是最核心的因素。
当需要诸如孔隙率值或绝对距离之类的数值结果时，这一点尤其重要。信噪比和对比度与噪声比率尽可能高，这一点至关重要。
分割步骤最有可能是3D Micro-CT数据集处理和分析的第一步。该图像分割通常是自动或手动进行的，其中两种或更多不同的材料相互区分，基于图像中的灰色值。欧洲杯足球竞彩
由于大多数图像分析例程至少需要一个分割步骤，所有其他分析步骤和结论通常依赖于初始分割，因此它被认为是图像分析中最关键的一步。
因此，图像质量在获得出色的结果中起着核心作用。输入越好，可以由不同的用户或算法执行越可靠的图像分割。
先进的机器学习和AI辅助分割方法的兴起，都以清洁和一致的培训数据为条件来强调这一点。就像成像速度一样，图像质量也利用了电子技术的技术进步。
探测器的读出噪声有所下降，有关计算机断层扫描的实施和鉴定探测器的了解的更多（这与工业放射学不同）。
更好的采集模式，例如平稳的采集轨迹，而不是常规步骤和射击方法，可以提高某些Micro-CT系统的信噪比。
如前所述，由于Micro-CT系统的分辨率是该技术最关键的方面之一，因此不能忽略它。分辨率是系统生成的数据集图像质量的重要组成部分。
当然，在某些情况下，需要亚微米空间分辨率来解决任何即将到来的挑战。但是，用户必须了解，只有可以以足够的信心解决和分割功能以保证准确的结果，他们只能从最大（理论）最大分辨率中获得优势。
如果在最大分辨率下降低了信噪比，则图像质量的折衷可能会过于折衷。
如果最大分辨率不是最关键的因素 - 并且在许多情况下是这种情况，那么值得考虑的是具有几微米而不是子微调的Micro-CT系统，但在其他方面表现出色方面。
这些较低分辨率的系统可以提供更大的易用性，较低的维护需求以及在样品和系统几何形状方面提高灵活性。
多功能性很重要：可能需要一天
尽管样本的旋转本身就足以获得标准的Micro-CT 3D数据集，但仅具有一个自由度的此类系统很难获取，并且在特定情况下仅使用，例如检查在某个情况下检查多个相同样品工业环境。
大多数商业CT系统都足够灵活，可以在X射线源和检测器之间移动样品（用于放大倍率），并可以向上和向下移动（用于扫描高样品）。
在大多数其他情况下，这是由可变源检测器距离进行补充的，通常是固定的步骤，而不是采取完全可调的步骤和/或探测器的并排运动以进行宽视野成像。
再进一步，有些设备在旋转阶段顶部提供定位阶段，以完全对齐旋转轴上方的样品。这种X/Y定位通常是通过相对定位执行的，而不是使用具有绝对编码器的电动机。
Micro-CT系统中的多功能性意味着用户不仅具有控制上述动作的能力，还可以改变其水平和垂直位置X射线源和检测器独立地转换垂直于源检测器轴的对象阶段，并利用所有这些运动的组合生成采集轨迹。
将这一切融合在一起，这些Micro-CT系统总共具有10个或更高程度的自由度，可以促进完全的灵活性，同时适应极其复杂的层析成像实验。
这种多功能性和对可用自由度的极好使用的一个例子是著名的多尺度方法，通常用于Micro-CT研究。
一旦对大物体进行了快速的概述扫描，在微CT中，高度和直径可能是数十厘米的扫描，可以在样品内确定特定的区域或量。
在这一含量的位置，以更高的分辨率和/或图像质量进行了更长的新扫描。在初始概述扫描与随后的高质量扫描之间的坐标转换需要可视化，重建和扫描仪控制软件应用程序之间的准确通信。
CT系统内部每个电动机的绝对编码器可确保Micro-CT系统的每个组件都引导到进行兴趣扫描量的适当位置。
通过应用大多数Micro-CT设备的应用可以完成这一多尺度的兴趣工作流程，但是只有软件和硬件之间的最高连接才能促进一种简单，用户友好的体验。2020欧洲杯下注官网
最后，系统多功能性还允许非标准成像轨迹以及常规的循环采集方案。
螺旋式的审判是著名的，通常要求，但轨迹可能至关重要，例如偏移扫描（将宽样品的视野增加一倍）或用倾斜的光轴习得（其中源和检测器处于不同的高度，以最大程度地提高变速箱的变速器。对于大型，平坦的样品）。
图2。使用标准锥束断层扫描与层析成像的不锈钢表进行重建，并具有倾斜的光轴（Tescan Extended Cone polagichTM）。图片来源：Tescan USA Inc.
模块化 - 最大化您的投资
通过添加使用多个检测器的选项，可以进一步提高Micro-CT系统的多功能性。市场上的每个X射线探测器不仅取决于其物理像素大小（像素音高），还取决于其像素的数量，活动区域，能量灵敏度和闪烁体的厚度。
因此，不同的样本类型和大小，或仅仅是不同的研究要求，将受益于使用一个或另一个检测器。遇到机会很容易在各种X射线检测器之间切换Garuntees，可以在广泛的样本中获得最佳结果。
随着检测器技术的发展，Micro -CT系统的最高资产 - 检测器模块化 - 还确保可以将新技术包括在您的Micro -CT系统中。
这意味着目前或进一步的应用程序可以改进系统的系统，以确保长期且富有成效的服务寿命。这种模块性还可以升级具有各种成像模式的微型CT系统，例如光谱成像，例如基于常规衰减的CT成像的附加成像。
动态的CT - 将所有这些结合在一起
随着多功能性和模块化有助于扫描广泛的样品，可能有必要在不同条件下评估这些样品，例如非镜头温度，湿度或机械应力。
自从引入以来，微CT的无损性质意味着它已用于时间分辨研究。
但是，上述属性的最新进展使得该技术能够在所有实验室中使用，而不仅仅是在大型同步设施中，因此使基于实验室的时间分辨的断层扫描优于基于同步加速器的出版物数量。
考虑到动态Micro-CT的出版物，应用程序和可能性的数量，在Micro-CT系统上进行快速4D实验的能力是值得考虑的事情。
为了有能力进行快速动态实验，Micro-CT系统必须以完美的和谐功能才能完成工作。
结合快速探测器，需要一个高功率X射线源来保持短时间的曝光时间和扫描时间，从而可以跟上最快的过程。
功率和信号的丰富硬件连接 - 理想情况下，通过滑动连接促进实验设置的无尽旋转 - 需要其他电缆馈电才能在系统内部安装复杂的原位设置。
可视化和重建软件还必须具有处理数百个样本（或龙门）旋转的数据的能力。
由于无法完美地预测实验，因此必须在重建块的开始点和终点上进行绝对灵活性，不仅要捕获关注的确切事件，而且还可以限制时间和存储空间。
图3。基于实验室和基于同步加速器的出版物的演变涵盖了快速的原位Micro-CT成像。从Zwanenburg ET转载。Al（2021）。图片来源：Tescan USA Inc.
结论
- Tescan Micro-CT系统提供较高的速度，图像质量，多功能性，…
- 未来的解决方案
- 完整的经验丰富的工程师团队在内部发展。经过验证的往绩记录和该技术的领导者（请参阅Jelle Vlassenbrouck，Denis van Loo，Bert Maschaele的2003 - 2005年论文）
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此信息已从Tescan提供的材料中采购，审查和调整。欧洲杯足球竞彩
资料来源：Welsey de Boever的“ Micro-CT中的分辨率，速度，图像质量和系统多功能性”。
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