Máquina CT micro - Nano(tomografía computarizada micro - nano) es un equipo avanzado de imágenes que integra fuentes de rayos X de enfoque micro - nano y sistemas de detección de alta precisión. su avance central es mejorar la resolución de la tomografía computarizada tradicional a la magnitud de micras a nanómetros y convertirse en una herramienta clave para el análisis de microestructura en Ciencias de materiales, biomedicina, Arqueología geológica y otros campos. Penetra en la muestra emitiendo un haz de rayos X de un foco a nivel micro - nanométrico (generalmente de menos de 1 micra de diámetro), utiliza un detector para recibir señales de transmisión de diferentes ángulos y combina un algoritmo de reconstrucción por tomografía computarizada para generar imágenes tridimensionales.
Máquina CT micro - NanoProceso de operación:
I. preparación previa a la operación
Inspección ambiental:
Confirme que el entorno de funcionamiento del equipo cumple con los requisitos: temperatura (generalmente 20 - 25 ° c), humedad (40 - 60%), sin vibración, sin interferencia electromagnética Fuerte.
Asegúrese de que el equipo (especialmente las fuentes de rayos X y los detectores) esté estable (precalentado).
Preparación de la muestra:
Tamaño y peso: confirme que el tamaño y el peso de la muestra están dentro del rango de carga de la Mesa de muestras del equipo.
Fijación: fijar la muestra de manera segura y estable en la Mesa de muestra utilizando una plantilla adecuada (como pegamento de doble cara, espuma, clip de muestra especial). Las muestras deben permanecer absolutamente estáticas durante el escaneo, y cualquier pequeño movimiento hará que la imagen sea inexistente.
Limpieza: asegúrese de que la superficie de la muestra esté limpia y libre de polvo, aceite, etc.
Seguridad: se confirma que la muestra no es radiactiva, no es altamente corrosiva, no es volátil (o sellada), no daña el equipo ni pone en peligro al operador.
Protección personal:
Llevar el equipo de protección personal necesario (como delantales de plomo, gafas de plomo, de acuerdo con los requisitos del nivel de radiación del equipo).
Confirme que la puerta de la Sala de escaneo está cerrada y que el dispositivo de bloqueo de Seguridad es válido.
II. carga y posicionamiento de muestras
Abrir la Sala de escaneo: abrir la puerta de protección del equipo o la cubierta de la cabina de acuerdo con las regulaciones.
Instalación de la Mesa de muestras: instale cuidadosamente la Mesa de muestras que contiene las muestras en la Mesa giratoria (mesa giratoria) y asegúrese de que está instalada en su lugar y cerrada.
Cierre la Sala de escaneo: cierre cuidadosamente y cierre la puerta / escotilla protectora.
III. arranque de software e iniciación del sistema
Iniciar el software de control: abra la computadora e inicie el software de control y reconstrucción de TC dedicado al dispositivo (como Zeiss Scout - and - scan, bruker ctvox, Nikon CT pro, etc.).
Conexión al sistema: después de iniciar el software, verifique si se ha conectado con éxito a una fuente de rayos x, detector, mesa giratoria y otro hardware.
Calentamiento / estabilización del sistema (si es necesario): algunos equipos pueden necesitar un corto tiempo de calentamiento o estabilización.
IV. configuración y previsualización de parámetros de escaneo
Configuración de la fuente de rayos x:
Tensión (kv): se selecciona en función del material y el grosor de la muestra. Las muestras de alta densidad / espesor requieren un voltaje más alto.
Corriente eléctrica (μa): afecta la intensidad de los rayos X y la relación señal - ruido de la imagen. La Potencia se determina conjuntamente con el voltaje.
Tamaño del foco: seleccione el microfocal o el nanofoco para afectar la resolución.
Configuración del detector:
Tiempo integral / tiempo de exposición: afecta el brillo de la imagen y la relación señal - ruido. Cuanto más tiempo dure, mejor será la relación señal - ruido, pero también más tiempo de escaneo.
Modo de resolución: selecciona el modo binning de píxeles del detector (como 1x1, 2x2), que afecta directamente la resolución y el campo de visión de la imagen (fov).
Configuración de la geometría de escaneo:
Ampliación: controlada ajustando la distancia de la muestra a la fuente de rayos X (sod) y la muestra al detector (sdd). Ampliación = SDD / sod. Una ampliación más alta aporta una mayor resolución, pero una visión más pequeña.
Rango de ángulo de escaneo: generalmente 180 ° o 360 °. 360 ° puede obtener datos más completos y reducir los artefactos.
Número de proyecciones: número de imágenes bidimensionales tomadas. Cuanto mayor sea el número, mayor será la calidad de la reconstrucción, pero mayor será el tiempo de escaneo (generalmente 500 - 3000).
Vista previa (vista previa / vista en vivo):
Activa el modo de imagen en tiempo real de dosis bajas.
Observar la posición y el brillo de la muestra en el detector.
Ajustar la posición de la muestra: mover con precisión la zona de interés (roi) de la muestra al Centro de rotación (eje) a través de la Mesa de traducción XYZ controlada por el software.
Ajuste la posición del foco: asegúrese de que la muestra esté en el centro del haz de rayos X y en el plano focal óptimo.
Optimizar el contraste: ajustar kv, μa, tiempo de exposición para que la distribución de grises de la imagen sea razonable (evitar sobreexposición o sobreexposición).
V. escaneo oficial
Parámetros de confirmación: vuelva a comprobar si todos los parámetros de escaneo son correctos.
Iniciar escaneo: haga clic en "iniciar escaneo" o un botón similar.
Proceso de monitoreo: durante el proceso de escaneo, observe la interfaz del software, monitoree el progreso del escaneo, la fuente de rayos X y el Estado del detector. Está estrictamente prohibido abrir la puerta de la Sala de escaneo.
Escaneo completado: después del escaneo, el software suele avisar. La fuente de rayos X se apaga automáticamente.
VI. reconstrucción de imágenes
Selección del algoritmo de reconstrucción: generalmente se utiliza el algoritmo de proyección inversa filtrada (fbp). Para datos de dosis bajas o escasos, se puede elegir un algoritmo de reconstrucción iterativa.
Establecer los parámetros de reconstrucción:
Tamaño del volumen reconstruido: determina la resolución de los datos del volumen tridimensional (tamaño del voxel).
Filtro: seleccione el núcleo de convolución adecuado (como hanning, filtro hanming) para optimizar la calidad de la imagen y reducir los artefactos.
Corrección de la posición central (opcional): si el eje no está alineado con q, se puede ajustar.
Inicio de la reconstrucción: inicio del proceso de reconstrucción. El tiempo de reconstrucción depende de la cantidad de datos y el rendimiento de la computadora, que puede oscilar entre minutos y horas.
Ver resultados: después de la reconstrucción, cargar datos tridimensionales, ver imágenes transversales, coronarias y sagitales en el software y comprobar la calidad de la imagen (claridad, artefactos, ruido).
VII. reprocesamiento y análisis
Procesamiento de imágenes:
Reducción de ruido: se aplica filtrado gauss, filtrado mediano, etc. para eliminar el ruido.
Mejora: ajuste el ancho de la ventana y optimice el contraste.
División: separación de diferentes fases (como poros, sustratos, inclusiones) mediante umbrales, crecimiento regional, etc.
Visualización tridimensional: representación tridimensional de los datos segmentados para generar imágenes tridimensionales intuitivas.
Análisis cuantitativo:
Medir el volumen, la superficie, la permeabilidad, la distribución del tamaño del agujero, el espesor de la pared, la longitud de la grieta, etc.
Se realiza el análisis de partículas (tamaño y forma de las partículas).
Exportación de datos: exportar datos de volumen reconstruidos, resultados de análisis, imágenes o vídeos al formato requerido (dicom, tiff, stl, csv, etc.).
8. cierre de la operación
Descarga de muestras: después de abrir la puerta de la Sala de escaneo, retire cuidadosamente las muestras y la Mesa de muestras.
Limpieza: limpiar la Mesa de muestras y mantener el equipo limpio.
Cierre el software y el equipo: apague el software de control y la fuente de alimentación del equipo (si es necesario) de acuerdo con las protocolos.
Registro: registre en detalle los parámetros, la información de la muestra, el operador y los resultados de este experimento para formar un registro experimental.