多圖預警,還不會調整圖片大小......

醫學CT和微米CT

CT全稱是Computed Tomography,即電子計算機斷層掃描。大家都熟悉的是醫院裡的醫學CT機。醫學CT機的基本工作流程是病人躺在掃描牀上,x射線管和探測器環繞病人旋轉進行掃描。醫學CT機一般是這樣:

在掃描過程中病人需要保持靜止以便得到清晰的圖像,因此對於好動的病人需要採取特殊措施固定,比如這樣:

醫學CT機的解析度一般在毫米級別。如果我們要掃描一個很小的物品,比如一節10毫米直徑的電池,顯然醫學CT機就不適用了,這時就需要解析度更高的微米CT機(micro CT,也有稱微焦點CT)。微米CT機一般是這個樣子的:

電腦顯示器後邊就是整個設備了,其中X射線管,樣品臺和探測器是組裝在內嵌鉛板的機箱裏,這樣即使x射線運行時也能保持外部環境輻射量在安全範圍。微米CT機一般採用錐形x射線束(也有較少採用扇形x射線束),掃描過程中x射線管和探測器不動而樣品臺轉動,它的掃描系統幾何構型是這樣的:

所以我們可以調整樣品的位置使其能夠全部投影到探測器上。如果將上邊提到的10毫米的電池整個投影到1000x1000像素的探測器上,所得到的圖像像素大小就是10微米。細心的小夥伴已經注意到了,如果探測器的像素點越多,得到的圖像像素大小就越小,對應的圖像解析度就越高了。而且,之所以稱其為微米CT機,是因為x射線管能將光源聚焦到微米大小。焦點越小是得到的圖像越清晰,從下圖中可以看到當焦點大小在1.5微米時可以更清晰的分辨2微米間距的條紋,而當焦點在0.8微米時已經可以分辨0.6微米間距的條紋:

超小的焦點和高像素值的探測器,使得微米CT的解析度能夠輕鬆達到微米級別。另外還有選區掃描功能(region of interest),可以進一步提高解析度。

現在讓我們來看看生活中的物品在微米CT下長什麼樣

七號電池,可以分辨4微米大小的電極顆粒:

看看巧克力棒成分配比和包裝說明有沒有不一樣:

小夥伴解剖小動物也不用手術刀了,

土豪買一個回家放車庫裡也不是不可以:

當然,科研院所和工業界纔是主要用戶羣,比如多孔材料,複合材料,工業缺陷檢測等等。小夥伴們,趕緊踴躍發言,說說微米CT還有什麼用途吧。

註:圖片來自網路


謝邀請。這是一個科普知識問題,筆者作為科普隊伍的老隊員,這裡有責任作通俗簡要的回答:1.microCT/微焦點CT。一說CT,大多數人都知道醫院體檢或病理檢查時見過,起碼聽說過。但問microCT或微焦點CT就說不上來。其實microCT指顯微CT、微焦點CT,主要用於醫學、生物、工程材料、重要設備裝置等檢測分析和研究。原理是利用X射線透過檢測體時作斷層掃描,被檢體的各個部位的容積圖象經計算機分析處理,經專門軟體觀察所需的內部各個截面的信息,最後保存或反映到膠片上,以供觀察分析和用戶保存。為了討論更清晰易理介,這裡把microCT稱之為工業CT,把醫學上體檢的CT稱之為臨牀CT(包括常規CT和低劑量螺旋CT)。 2.工業CT。 它與臨牀CT是一個原理,但由於工業材料、重大零部件或整機的觀察厚度、透視性以及要求上的不同,醫院臨牀CT是扇形X線束,而工業CT是採用錐形X線束。工業CT設備包括高功率射線源、X射線檢測器、掃描裝置、數據及圖象處理器及顯示成象等裝置。由於被檢測件一般非常重要或昂貴,一些必要的檢查要用工業CT來幫助,它具有非破壞性的高質量檢測方法,能將被檢體進行360度的不同成象,能觀察到其內部各個截面,通過計算機高性能掃描技術對工程關鍵部件、3D列印件等結構進行更好、更快、更正確地提供第一手資料。3.microCT是真正的高科技,是工業建設和人類健康進步和發展過程中必不可少的,隨著科技進步和人類的更高要求,對microCT要求更高。如醫院臨牀CT,一般醫院僅有常規CT,由於輻射量對人體有不同程度傷害,對於一般體檢及腫瘤篩查等不是最合適,而低劑量螺旋CT輻射很少,用於體檢及癌症早發現具有很大優勢,但價格昂貴很少醫院有此設備。同時對於如肺癌等疾病的確診,低劑量螺旋CT還不能滿足要求,還要靠常規CT檢測確定,這就是當前的一大矛盾。對於工業CT同樣需要改良和進步,只有這樣才能滿足很多行業檢測的需要。

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