マイクロフォーカスCT機微小焦点X線源に基づく高分解能非破壊検出装置であり、テーパビーム走査と3次元再構築アルゴリズムにより、サンプル内部構造の精密なイメージングを実現する。その核心的な優位性はミクロン級分解能(最高0.5μmまで)と非破壊性検査にあり、骨格、歯、材料及び工業デバイスの内部三次元構造を明確に表現でき、伝統的な走査電子顕微鏡が表面二次元構造のみを特徴づけることができる不足を補った。
微小焦点CTは極小X線焦点(通常3〜50μm)を採用し、テーパビーム走査技術を結合し、回転試料または光線源を通じて多角度からデータを収集し、コンピュータを通じて3次元モデルを再構築した。
微(び)焦点CT機の操作フロー:
一、実験前準備
セキュリティチェック
実験室環境が設備の要求(温度、湿度、防振、電磁干渉など)に適合することを確保する。
設備の接地が良好で、電源が安定しているかどうかを検査する。
放射線防護措置が適切であることを確認する(例えば鉛扉が閉まり、警告灯が正常である)。
サンプル準備
サンプルタイプ(生体組織、材料、電子部品など)に応じて適切な処理(固定、脱水、染色強化コントラストなど)を行う。
サンプルを専用サンプルテーブルに固定し、スキャン中に移動や変形しないようにします。
注意試料のサイズは装置の走査キャビティの制限に適合しなければならない。
ソフトウェア起動とシステム初期化
コンピュータとMicro-CTホストの電源を入れます。
制御ソフトウェア(GE MicroView、Bruker CTVox、Nikon CT Proなど)を起動します。
管圧と管流を安定化するために、システムセルフテストとX線源予熱を行う(通常10〜30分かかる)。
二、パラメータ設定とスキャン
サンプルの配置
防護ハッチを開き、試料台を回転中心位置に置く。
ハッチを閉じ、必要に応じて真空または不活性ガス環境を起動します。
位置決めとフォーカス
低用量X線を用いて前走査(scout view)を行い、試料の視野内の位置を決定した。
試料の位置をX線焦点に合わせて回転中心を調整します。
微小焦点X線源の焦点サイズ(通常1〜10μm)を設定し、分解能と透過能力をバランスさせる。
スキャンパラメータ設定
電圧(kV)と電流(μA):試料密度と厚さに応じて適切なX線エネルギーを選択する。
解像度:1μm、5μmなどの画素サイズを設定し、ソース-サンプル-検出器距離によって決定する。
投影数(Projections):通常500~2000枚の異なる角度の投影画像を収集し、角度ステップは180°または360°に均一に分布する。
露出時間:信号対雑音比の要件に応じてフレーム当たりの露出時間を調整します。
フィルター(Filter):アルミニウム、銅などのフィルターを用いて低エネルギーX線を除去し、アーティファクトを減少させる。
スキャンを開始
すべてのパラメータに誤りがないことを確認したら、自動スキャンプログラムを起動します。
スキャンプロセスを監視し、システム状態(温度、放射線量、画像品質など)に注意する。
三、画像再構築
データ転送
スキャンが完了すると、元の投影データがワークステーションに転送されます。
画像の再構築
フィルタ逆投影(FBP)、SIRTなどの反復再構築アルゴリズムを用いて3次元再構築を行う。
ソフトウェアは、一連の断面スライス画像(TIFFまたはDICOM形式)を自動的に生成します。
後処理
ノイズ低減、脱環状アーティファクト、コントラスト強化などの処理を行う。
3 D可視化モデル(表面レンダリングまたはボディレンダリング)を生成します。
四、データ分析と保存
3 D可視化
Amira、Mimics、Dragonflyなどの専門ソフトウェアを使用して構造観察、分割、測定を行います。
ていりょうぶんせき
空隙率、粒子サイズ分布、連通性、肉厚などのパラメータを計算する。
データ保存
元のデータ、再構築画像、解析結果、実験パラメータの記録を保存します。
五、実験後の操作
システムを閉じる
X線源をオフにし、冷却後にホスト電源をオフにします。
サンプルを取り出し、サンプルテーブルを清潔にします。
メンテナンスレコード
使用時間、サンプル情報、設備状態を記録する。
定期的に設備のメンテナンスを行う(X線管油の交換、測定器の校正など)。