Микро - нано - КТ(Микро - нанокомпьютерный томограф) - это современное оборудование для визуализации, которое объединяет микро - нанометровые фокусные рентгеновские источники с высокоточными системами обнаружения. Основной прорыв заключается в повышении разрешения традиционной КТ до микрон - нанометрового порядка и становится ключевым инструментом микроструктурного анализа в области материаловедения, биомедицины, геологии и археологии. Он проникает в образец рентгеновским лучом, излучая фокус микронанометрового уровня (диаметр обычно меньше 1 микрона), используя детектор для получения сигналов пропускания под разными углами и создавая трехмерные изображения в сочетании с алгоритмом восстановления компьютерного сброса.

　　Микро - нано - КТОперационный процесс:

I. ПОДГОТОВКА К ОПЕРАЦИИ

Экологическая инспекция:

Подтвердите, что рабочая среда оборудования соответствует требованиям: температура (обычно 20 - 25 °C), влажность (40 - 60%), отсутствие вибраций, отсутствие сильных электромагнитных помех.

Убедитесь, что оборудование (особенно рентгеновские источники и детекторы) находится в стабильном состоянии (подогрев).

Подготовка образца:

Размер и вес: Подтверждение размера и веса образца в пределах грузоподъемности стенда для образцов оборудования.

Фиксирование: Используйте подходящие приспособления (например, двухсторонний клей, пену, специальный зажим для образцов) для прочного и стабильного закрепления образца на стенде для образцов. Образец должен оставаться абсолютно неподвижным во время сканирования, и любое небольшое движение может привести к размыванию изображения.

Чистка: убедитесь, что поверхность образца чистая, без пыли, масляного загрязнения и так далее.

Безопасность: подтверждение того, что образец не является радиоактивным, не обладает сильной коррозионной способностью, не является летучим (или запечатан), не повреждает оборудование или не создает опасности для оператора.

Индивидуальная защита:

Носите необходимые средства индивидуальной защиты (например, свинцовый фартук, свинцовые очки, в соответствии с требованиями уровня радиации оборудования).

Убедитесь, что дверь сканирующей камеры закрыта, а предохранительная блокировка работает.

II. Погрузка и определение местоположения образцов

Откройте сканирующую комнату: откройте защитную дверь или крышку люка в соответствии с правилами.

Установка стенда для образцов: стенд для образцов с образцами аккуратно устанавливается на вращающийся стол (ротор) и обеспечивает установку на месте, блокировку.

Закройте сканирующую комнату: тщательно закройте и запирайте защитную дверь / люк.

Запуск программного обеспечения и инициализация системы

Программное обеспечение для управления запуском: Включите компьютер и запустите программное обеспечение для управления и реконструкции КТ, предназначенное для устройства (например, Zeiss Scout - and - Scan, Bruker CTvox, Nikon CT Pro и т. Д.).

Системное подключение: После запуска программного обеспечения проверьте успешное подключение к рентгеновскому источнику, детектору, вращающемуся столу и другому оборудованию.

Системный подогрев / стабилизация (при необходимости): Некоторым устройствам может потребоваться короткое время подогрева или стабилизации.

Параметры сканирования и предварительный просмотр

Параметры источника рентгеновского излучения:

Напряжение (kV): выбор в зависимости от материала и толщины образца. Образцы высокой плотности / толщины требуют более высокого напряжения.

Электрический ток (мкА): влияет на интенсивность рентгеновских лучей и отношение сигнала к шуму изображения. Вместе с напряжением определяется мощность.

Размер фокуса: выберите микрофокус или нанофокус, влияющий на разрешение.

Настройка детектора:

Интегрированное время / время экспозиции: влияет на яркость изображения и отношение сигнала к шуму. Чем дольше время, тем лучше отношение сигнала и шума, но тем дольше сканирование.

Режим разрешения: выберите пиксельный режим binning для детектора (например, 1x1, 2x2), который напрямую влияет на разрешение изображения и поле зрения (FOV).

Настройка геометрии сканирования:

Увеличенное кратное: управляется путем корректировки расстояния между образцом и источником рентгеновского излучения (SOD) и образцом и детектором (SDD). Удвоение = SDD / SOD. Более высокое увеличение дает более высокое разрешение, но с меньшим полем зрения.

Диапазон углов сканирования: обычно 180° или 360°. На 360° можно получить более полные данные и уменьшить количество ложных теней.

Количество проекций (Projections): количество собранных двумерных изображений. Чем больше количество, тем выше качество реконструкции, но чем дольше сканирование (обычно 500 - 3000 фото).

Предварительный просмотр (Preview / Live View):

Запуск низкодозового режима визуализации в реальном времени.

Наблюдайте за положением и яркостью образца на детекторе.

Настройка местоположения образца: с помощью управляемого программным обеспечением XYZ - сдвигового стола, который перемещает интересующую область образца (ROI) точно в центр вращения (ось).

Настройка фокусного положения: убедитесь, что образец находится в центре рентгеновского луча и находится в оптимальной фокальной плоскости.

Оптимизация контрастности: тонкая настройка KV, mUA, время экспозиции, чтобы распределение серого цвета изображения было разумным (чтобы избежать чрезмерной или недостаточной экспозиции).

V. Официальное сканирование

Подтверждение параметров: Проверьте правильность всех параметров сканирования еще раз.

Запуск сканирования: нажмите кнопку « Начать сканирование» или аналогичную кнопку.

Процесс мониторинга: во время сканирования наблюдайте за программным интерфейсом, наблюдайте за ходом сканирования, источником рентгеновских лучей и состоянием детектора. Запрещается открывать сканирующую дверь.

Сканирование завершено: после окончания сканирования программное обеспечение обычно подсказывает. Рентгеновский источник автоматически выключается.

VI. Восстановление изображений

Выберите алгоритм восстановления: обычно используется алгоритм фильтрующей обратной проекции (FBP). Для данных низкой дозы или разрежения можно выбрать алгоритм итеративной реконструкции.

Параметры восстановления:

Реконструкция размера тела: определение разрешения трехмерных данных тела (размер тела).

Фильтры: Выберите подходящие сверточные ядра (например, фильтры Hanning, Hanming) для оптимизации качества изображения и уменьшения ложных теней.

Корректировка центрального положения (необязательно): Если ось не завершена q - выравнивание, можно произвести тонкую настройку.

Начать реконструкцию: начать процесс реконструкции. Время восстановления зависит от объема данных и производительности компьютера и может варьироваться от нескольких минут до нескольких часов.

Результаты просмотра: После завершения реконструкции загружайте трехмерные данные, просматривайте изображения поперечного сечения, коронарной поверхности, векторной поверхности в программном обеспечении, проверяйте качество изображения (четкость, псевдотень, шум).

VII. Обработка и анализ

Обработка изображений:

Снижение шума: применение гауссовой фильтрации, медианной фильтрации и т. Д. Для удаления шума.

Улучшение: отрегулируйте широкие оконные позиции окна, оптимизируйте контрастность.

Разделение: использование пороговых значений, регионального роста и других методов для разделения различных фаз (например, пористости, матрицы, примеси).

Трехмерная визуализация: трехмерный рендеринг разделенных данных для создания интуитивно понятных стереоскопических изображений.

Количественный анализ:

Измеряют объем, площадь поверхности, пористость, распределение апертуры, толщину стенок, длину трещин и т.д.

Проводить гранулометрический анализ (диаметр частицы, форма).

Экспорт данных: Экспорт восстановленных объемных данных, результатов анализа, изображений или видео в требуемый формат (DICOM, TIFF, STL, CSV и т.д.).

VIII. Завершение операции

Удаление образцов: После открытия двери сканирующей комнаты тщательно снимайте образцы и стол для образцов.

Очистка: Очистка стенда для образцов, поддержание чистоты оборудования.

Отключите программное обеспечение и оборудование: отключите программное обеспечение управления и питание устройства в соответствии с правилами (при необходимости).

Запись: детально записывать параметры, информацию о образцах, операторов и результаты этого эксперимента, формировать журнал эксперимента.