micro-ct技术micro-ct原理及应用

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1、Micro-CT原理及应用1、Micro-CT简介Micro-CT，也称为显微CT、微焦点CT或者微型CT。它是采用了与普通临床CT不同的微焦点X线球管，对活体小动物或多种硬组织和相关软组织进行扫描成像分析的技术，它的分辨率高达几微米，仅次于同步加速X线成像设备水平，具有良好的“显微”作用，扫描层厚可达10μm。通过Micro-CT技术，可以动态分析活体动物内相关组织的形态特征，并在对样本扫描的基础上，进行组织三维重建、骨形态学分析等，同时可通过软件进行3D图像高级处理、力学分析等相关分析。2、Micro-CT成像原

2、理Micro-CT成像原理是采用微焦点X线球管对小动物各个部位的层面进行扫描投射，由探测器接受透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换器转变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字信号，输入计算机进行成像。成像的整体思路如下：地址：上海市张江高科技园区蔡伦路720弄张江药谷1号楼214室201203电话：021-38701589传真：021-38701586网站：www.sunteambio.com53、Micro-CT技术的发展历程1895年，WilhelmC.Roentgen发现了X射线，并为夫人拍下了世界上

3、第一张X片——戴戒指的手掌照片。1967年，GodfreyN.Hounsfield发明了第一台CT设备，能够从多个角度摄片，采集被摄物体的三维信息，在不破坏物体的情况下观察其内部结构。1970年代，医院开始使用CT诊断疾病。1980年代，由于普通CT无法满足科学研究对分辨率的苛刻要求，学术界开始研发显微CT，即Micro-CT。与临床CT普遍采用的扇形X线束（FanBeam）不同的是，Micro-CT通常采用锥形X线束（ConeBeam）。采用锥形束不仅能够获得真正各向同性的容积图像，提高空间分辨率和射线利用率，而且

4、在采集相同3D图像时速度远远快于扇形束CT。数十年来，这一伟大技术已经广泛应用于各种领域，例如医学（组织器官、生理代谢过程成像）、药学（药效检测、新药开发）、材料学（新材料的开发）、工业（各种器件的质检和探伤）、农业（木材和种子的质检和分析）、工程（建筑材料内部孔隙度、连通度和渗透性分析）、珠宝（真伪识别和最佳切割方案设计）、考古（化石的结构和成分分析）等领域。最为人们所熟知的CT是应用于临床检查的医学CT，第一幅CT图片显示的就是头颅影像。经过40多年的发展，Hounsfield发明的速度极慢的平移式笔形束CT已经

5、发展成为种类繁多的CT家族，例如螺旋CT、64排容积CT、定量CT。地址：上海市张江高科技园区蔡伦路720弄张江药谷1号楼214室201203电话：021-38701589传真：021-38701586网站：www.sunteambio.com54、CT设备的基本分类类型视野范围(FOV)分辨率描述CT10-60cm500-1500μm临床CT，以人体扫描为主，安装定量分析软件即成为QCT（定量CT）。螺旋CT发明以来，扫描速度不断加快，几分钟就可以完成全身扫描。但是受到FOV尺寸和辐射剂量的影响，难以提高分辨率。p

6、QCT5-15cm50-500μm四肢定量CT（peripheralQuantitativeCT），扫描人体的四肢，兼可用作临床诊断和科学研究。pQCT能够分别分析骨小梁和骨皮质，并可以进行生物力学分析，准确预测骨折风险，而且不受体位、体型和骨质增生的影响，对骨质疏松的风险评估比DEXA有明显优势。Micro-CT1-8cm5-80μm显微CT，采用微焦点X线球管，分辨率高，但是成像范围小，用于科学研究。包括invitro（离体）和invivo（活体）两类，前者用于骨骼等标本，后者用于活体小动物扫描。CTM0.01-

7、0.5cm0.1-10μmCT显微镜（X-RayComputerizedTomographyMicroscopy），采用同步加速器产生的平行X线成像。分辨率最高，达到亚微米级，但是FOV极小。单能谱X线，成像质量高。地址：上海市张江高科技园区蔡伦路720弄张江药谷1号楼214室201203电话：021-38701589传真：021-38701586网站：www.sunteambio.com55、Micro-CT功能、结构及应用对象（1）Micro-CT能够提供的两类基本信息：几何信息和结构信息。前者包括样品的尺寸、体

8、积和各点的空间坐标，后者包括样品的衰减值、密度和多孔性等材料学信息。除此之外，SCANCO的有限元分析功能，还能够提供受检材料的弹性模量、泊松比等力学参数，分析样品的应力应变情况，进行非破坏性的力学测试。（2）Micro-CT的两种基本结构样品静止，X线球管和探测器运动：这种结构和临床螺旋CT一致，球管绕样品旋转。扫描速度快，射线剂量小，空间分