小鼠脊髓的微CT成像

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。

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。对于自动引用采集和应用，确保样品可以向给定方向移动而不崩溃。
4. 如果图像的传输过高，则逐渐降低能量，直到传输值足够。请务必相应地增加曝光时间，使图像不会出现嘈杂和颗粒状。如果图像的传输过低，则逐渐增加能量，直到传输值足够。
5. 开始将 X 射线源移近到样本的位置，同时非常小心，不要将其碰撞。使源尽可能靠近示例是朝着最大化吞吐量和确保最佳分辨率的方向迈出的一步。
6. 完成此操作后，通过使用线性执行器移动样本级来优化样本的视场。
7. 该软件将显示一个参数称为像素大小，处理类似于当前分辨率（尽管它确实不同）。
   1. 如果数字仍然太大，并且源非常接近，探测器可以开始远离样品。
   2. 如果数量太小，应小心地将探测器移近样品。
   3. 尝试不同的光学目标和探测器位置，但请注意在尝试优化扫描参数时引入的并发症。
8. 检查样品的每个方向，确保没有崩溃，以找到最佳曝光时间。由于工作距离、像素大小和样本位置的变化，因此可以执行此操作。
9. 缓慢旋转样品 2 度，同时通过机柜内摄像头监控其相对于源和探测器的位置。如果可能发生碰撞，请确保将源和探测器移开。
10. 查找最长的 X 射线路径长度，从而生成最少的计数/传输值，并查找在各地确保大约 5000 个计数所需的曝光时间。

3. 断层扫描提交和重建

从用户的角度来看，重建过程并不比前面步骤中所做的任何其他参数选择更复杂。但是，此过程的编程和计算费用实际上相当可观。用户必须力求最好地了解流畅的软件 UI 下发生的情况，以及决策如何影响最终产品。许多 CT 系统采用迭代代数重建算法，其中 2D 投影转换为一系列描述像素值的线性方程。其他一些系统利用过滤的反向投影算法，其中 Radon 转换将投影转换为中光图，然后通过一系列线集成操作传递。当然，有些使用其他方法，甚至混合方法。在参与这些算法的最低程度下，众所周知，预测数和总旋转位移对最终重建体积有影响。

1. 首先，根据样品的纵横比，决定是扫描超过 180° 还是 360°。如果样本的纵横比较高，则 X 射线路径长度在 90° 方向处比 0° 方向长约 4 倍或更多，而不是 180°扫描，这是一个明智的选择。（论点是，在短 X 射线路径长度上收集的信息在一侧对另一侧没有差别。如果可以专用于长 X 射线路径长度方向的投影数超过数据集将受益。投影之间的角位移将较低，并且从这些棘手的方向输入到重建算法中的信息会更多。如果纵横比不高，请使用 360° 扫描。
2. 接下来，选择投影数和总角度位移，这将决定投影之间的角度。此角度越小，进行的插值越少，细要素信息也会被截断。（必须建立平衡，因为更多的投影意味着较长的扫描时间，这与样本可以移动的较大窗口相关，扫描其他事物的时间更少，源寿命更短。经验法则是在 360° 以上至少有 800 个投影，并且不超过 3200 个投影。
3. 提交扫描。
4. 在断层扫描完成后（通常在 4 - 16 小时之间），将 2D 系列图像引入系统的（或某些开源）重建软件。
5. 选择最佳中心移位校正。中心移位是使项目对齐的参数（想想需要收集并对齐的大致随机洗牌的卡片组，以便像整齐的堆栈一样坐起来）。此值通常在 -10 到 10 像素之间。
6. 选择最佳光束硬化校正系数。光束硬化校正是人工去除样品滤波产生的对比度。如果样品足够厚或含有一系列轻重材料，则根据低能（软）X 射线的衰减，其对比度会错误。这应该保守地应用。平均值介于 0 - 0.5 之间。
7. 提交重建。