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小鼠脊髓的微CT成像

Overview

资料来源:佩曼·沙贝吉-鲁德波什蒂和西娜·沙赫巴兹莫哈马迪,康涅狄格大学生物医学工程系,康涅狄格州斯托尔斯

一个鲜为人知的事实是,X射线的发现和(无意)使用获得了有史以来第一个诺贝尔物理学奖。1895年,伦特根博士妻子手的著名X射线图像在科学界掀起了冲击波,看起来就像大多数现代的2D医学X射线图像。虽然它不是最新的技术,X射线吸收成像是一个不可或缺的工具,可以发现在世界顶级的研发和大学实验室,医院,机场,其他地方。可以说,X射线吸收成像的最高级用途包括获得像2D医学X射线中那样的信息,但通过计算机断层扫描(CT或微CT)在3D中实现。通过采用一系列 2D X 射线投影,高级软件能够重建数据以形成 3D 体积。3D 信息可以,并且很可能包括来自探测对象内部的信息,而无需被剪切打开。在这里,将获取微CT扫描,并讨论影响图像质量的主要因素。

Procedure

1. 安装样品(骨)

  1. 为了检查骨骼网络,如脊柱,将结构悬浮在胶合糖凝胶中,并允许在非常薄壁的塑料管中固化(图2)。管的薄度非常重要,极大地影响了信号吞吐量和整体图像质量。这反过来又会影响您解析功能的能力。管的传输值应尽可能接近 100%。
  2. 用胶带或定制支架将管子安装在样品台上,最终确保样品在舞台旋转时保持静止和稳定。

Figure 2
图2:小鼠脊柱悬浮在薄壁塑料管内的胶质凝胶中,位于微CT系统的样品阶段。

2. 图像采集

  1. 打开 X 射线源,使能量范围在 90 keV (90 kV 和 10 W) 左右。
  2. 在源预热并稳定在能量上后,通过系统软件获取图像。
  3. 通过根据空气图像对图像进行规范化来检查传输值。对

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Results

下图概述了使用上述步骤使用微型 CT 可以获得的结果。根据这些图像,可以直接记录不同吸收的定性测量。定量数据(如材料孔隙度、特征大小和分布等)需要额外的图像处理在不同的软件中。

Figure 2
图3:小鼠脊髓(左)和两个数字横截面切片(右)的三维体积

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Application and Summary

该实验研究了使用微CT时应考虑的许多因素,特别是生物样品。该项目旨在帮助调查人员了解他们的决策将如何影响微CT可以提供的数据。如所示,有许多依赖和敏感的参数应考虑包括:安装、X 射线能量、曝光时间、源和探测器定位、投影数和总扫描角度位移。本练习旨在作为介绍,仅对 CT 数据集的控制面进行划痕。

该实验侧重于介绍微CT与生物样品成像,但三维X射线断层?...

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References
  1. http://www.spectroscopyonline.com/tutorial-attenuation-X-rays-matter [cited 1 November 2017]
  2. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/xrayc.html [cited 1 November 2017]
  3. A.G. Rao, V.P. Deshmukh, L. L. Lavery, H. Bale, "3D investigation of the microstructural modification in hypereutetic aluminum silicon (Al-30Si) alloy." Microscopy and Analysis 2017 [cited 1 November 2017].
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