En la vida diaria, la mayoría de las tomografías computarizadas con las que estamos familiarizados aparecen en los hospitales, a través de las cuales los médicos juzgan el Estado de salud dentro del cuerpo. ¿Pero, ¿ lo sabes? Esta tecnología ha "salido del hospital" durante mucho tiempo, ha entrado en el campo de la investigación científica y las pruebas industriales, y su resolución ha aumentado a micras o incluso submicrones, lo que puede revelar los misterios internos de diversos materiales, Ciencias de la vida y reliquias culturales. Esta es la tomografía computarizada microscópica.

En este artículo, les llevamos a una comprensión completa de la tomografía computarizada microscópica, que es diferente de los equipos de rayos x, la microscopía electrónica de escaneo y las pruebas de ultrasonido, y en qué áreas puede desempeñar un papel.

El nacimiento y desarrollo de la microcirugía rt.01

En 1895, el físico alemán Wilhelm Conrad röntgen descubrió inesperadamente un nuevo tipo de rayo capaz de penetrar en el cuerpo humano y los objetos mientras estudiaba los rayos ultravioleta. Hizo la primera radiografía con la mano de su esposa y desde entonces ha abierto el preludio de la "era de la perspectiva" de las pruebas médicas y materiales. Roentgen también ganó el primer Premio Nobel de física.

Radiografía de la mano de la Sra. roentgen tomada el 22 de diciembre de 1895

Más de un siglo después, las imágenes de rayos X continuaron desarrollándose, desde las primeras proyecciones planas hasta las tomografías computarizadas (tomografías computarizadas) que aparecieron más tarde, logrando una reconstrucción tridimensional del cuerpo humano y del Interior del objeto. Las tomografías computarizadas tradicionales se utilizan principalmente para el diagnóstico médico, mientras que en la investigación científica y las pruebas industriales, las personas necesitan una mayor resolución y una observación estructural más fina, por lo que surgió la "microcirugía computarizada" (micro - ct).

PARTE.02Principios de imagen de la microcirugía

La tecnología de TC microscópica utiliza rayos X para irradiar la muestra, registrar la distribución de la intensidad de los rayos X transmitidos a través del detector y luego reconstruir la estructura interna tridimensional de la muestra utilizando algoritmos informáticos. Su singularidad es su capacidad de proporcionar imágenes de alta resolución y tridimensionales sin destruir.

La técnica de microcirugía puede proporcionar información detallada del Interior tridimensional del material sin daños, incluyendo:

1Información estructural:Como diámetro, volumen, superficie, redondez, conectividad, distribución espacial. ......

2Información de densidad:Por ejemplo, los poros de la cavidad, el peso de los elementos y la distribución de la composición. ......

3Modelo tridimensional:Como el análisis de elementos limitados, la impresión 3D. ......

Aplicación de la microcirugía rt.03

La tecnología de TC microscópica se ha convertido en una herramienta de investigación científica y aplicaciones industriales debido a su capacidad no destructiva, de alta resolución y de imágenes tridimensionales. En la actualidad, se ha utilizado ampliamente en ortopedia, agricultura, arqueología, impresión 3d, farmacia, ciencia de materiales, geología, ciencias alimentarias, semiconductores electrónicos, batería de litio, fabricación de automóviles, aeroespacial y otras industrias. Los siguientes resultados se observaron utilizando la microcirugía de alta resolución neoscan.

La diferencia entre la tomografía computarizada microscópica y el X - Ray parte.04

Muchas personas confundirán la tomografía computarizada microscópica con los dispositivos comunes de rayos X. de hecho, aunque ambos utilizan el principio de rayos x, el método de imagen y el escenario de aplicación son muy diferentes.

La diferencia entre X - Ray y microcirugía (red de fuentes de imágenes)

Los métodos de imagen son diferentes:

• Dispositivo X - ray: imagen proyectada bidimensional obtenida a través de una exposición, similar a una foto en blanco y negro, en la que se superponen diferentes áreas de densidad dentro del objeto.

• Microcontaminación: la muestra gira entre la fuente de rayos X y el detector, el sistema toma cientos de imágenes proyectadas y, después de la reconstrucción por tomografía computarizada, genera la estructura tridimensional de la muestra.

Las dimensiones de la información son diferentes:

• Dispositivo X - ray: solo se pueden ver "sombras superpuestas", lo que dificulta distinguir las capas delantera y trasera.

• Microcirugía computarizada: se puede observar capa por capa como una "sección" para obtener un modelo tridimensional interno claro.

La resolución es diferente del ámbito de aplicación:

• Equipo X - ray: imagen rápida y amplia gama, adecuada para la detección rápida de grandes defectos en pruebas industriales no destructivas, como si las juntas de soldadura están vacías y si las piezas tienen grietas.

• Microcontaminación: tiene una resolución más alta, puede alcanzar el nivel de micras o incluso submicrones, puede analizar los microporos, fibras y detalles organizativos en el interior del material, y es más adecuado para la investigación científica, la fabricación de precisión y el análisis estructural.

La diferencia entre la tomografía computarizada microscópica y la microscopía electrónica de barrido rt.05

Tanto la tomografía computarizada microscópica como la microscopía electrónica de barrido son herramientas importantes para la investigación microscópica, pero las dos direcciones de atención son diferentes.

La microscopía electrónica de barrido utiliza haces de electrones para escanear la superficie de la muestra, con una resolución muy alta, hasta el nivel nanométrico, y puede presentar una morfología clara de la superficie y detalles de grano. Pero solo puede ver la superficie, no puede revelar la información interna, y las muestras generalmente requieren tratamiento conductor o pulverización de oro.

Esquema de imagen del microscopio electrónico de barrido

La tomografía computarizada microscópica, por su parte, se basa en imágenes de penetración de rayos X para mostrar la estructura interna tridimensional de la muestra, especialmente adecuada para estudiar la red de poros, la dirección de las grietas y la distribución multifacética de los materiales. Aunque su resolución es menor que la del microscopio electrónico, puede ver "profundidades" que el microscopio electrónico no puede tocar.

Los dos se utilizan a menudo en combinación: primero se detectan defectos internos con microcirugía, luego se cortan en secciones con microscopía electrónica para analizar los detalles.

La posición del agujero de la muestra IC se localiza primero con la microcirugía neoscan.

Las muestras fueron molidas por iones y colocadas en el microscopio electrónico de nano volador para observar los detalles.

Rt.06 diferencia entre la microcirugía y la ecografía

Las pruebas ultrasónicas se basan en la reflexión de las ondas sonoras cuando se propagan en el material para juzgar la ubicación de los defectos, que a menudo se utilizan en pruebas no destructivas de componentes grandes. Su ventaja es que tiene una gran profundidad de penetración y puede encontrar grietas en materiales de pared gruesa, pero la resolución es baja, y los resultados dependen más de la interpretación de la señal, lo que dificulta la visualización intuitiva de la forma del defecto.

Esquema de imagen de detección ultrasónica (imagen de la red)

La microcirugía utiliza rayos X en lugar de ondas sonoras, con una resolución más alta, y los resultados de la imagen son imágenes tridimensionales claras. Es especialmente adecuado para el estudio de la estructura fina de muestras pequeñas y medianas, y puede ver intuitivamente la dirección de la grieta, la distribución de poros y la interfaz del material.

Resumen de la parte.07

Por lo tanto, la tomografía computarizada microscópica se puede utilizar en cooperación con otros medios de detección para formar ventajas complementarias. Con esta combinación de múltiples tecnologías, los investigadores científicos e ingenieros pueden obtener información completa de la muestra en diferentes escalas: imágenes estructurales internas tridimensionales no destructivas de microcirugía, microscopía electrónica que complementa los detalles de la superficie de alta resolución, y pruebas de X - Ray y ultrasonido para lograr una rápida preselección y evaluación general, logrando así una detección y análisis más precisos y eficientes.