X射线三维显微镜及其典型应用

X射线三维显微镜（显微CT）是目前发展最热门、成长最快的CT成像技术门类之一,在微纳制造技术、新材料以及电子科学等领域起着十分重要的作用并得到广泛的应用。X射线三维显微镜能够以亚微米的细节分辨能力对被检测对象内部结构进行无损的三维成像,是一种新型的检测设备。本文介绍了三英精密仪器有限公司研制的nano Voxel-2000系列X射线三维显微镜的结构和工作原理,展示了该仪器在系统设计、成像方法及应用分析方面的特色。该系列的X射线三维显微镜最大管电压为150 k V,采用5μm的微焦源实现低于500 nm的成像分辨率,能够进行不同尺寸样品、不同分辨率的成像。在此基础上,探讨了X射线显微镜的典型应用,主要对样品的内部结构、形貌进行表征。希望典型应用的实例能起到抛砖引玉的作用,吸引更多学者利用X射线三维显微成像技术开展科学研究,拓宽X射线三维显微镜的应用领域。     

X射线工业CT在航空航天零部件失效分析中的应用

X射线工业CT是航空航天零部件失效分析的重要工具,CT可以获得被检材料高分辨率的空间分布图像,应用于非破坏观察零部件内部几何尺寸和材料状况。应用于失效分析的例子证明CT对于相应的分析工作是十分有益的。文章中采用的应用实例包括机电组件和材料的失效评价。     

CT技术在安检领域应用综述

在现有的安检技术中,X光CT技术是比较成熟、有效的手段之一。第一代X光CT安检机存在着较高的误报及漏报,CT技术的发展可以有效地解决这一问题。X光CT安检机与普通X射线安检机相比,有很多优点,技术有了本质上的提高,尤其是实现了三维成像和能够测定物体密度及原子序数,有效解决了普通X射线安检机成像的重影问题,能够自动与危险品的物理特征进行比对,减少人为因素的影响,既减轻安检人员的劳动强度,又能保证安检效果。     

基于FDK算法的三维CT系统性能评估理论方法研究

随着医学应用和工业应用对X射线剂量、三维物体的成像速度的要求越来越严格,三维CT成像已经成为必然趋势,因此有必要对三维CT系统性能进行研究。本文首先建立三维CT图像噪声的理论估计方法,接着提出了基于FDK算法的三维CT系统性能评估的4种解析计算方法,使用高斯差模型作为通道函数。通过实验我们验证了本文提出的三维CT系统性...     

nanoVoxel系列X射线三维显微镜高分辨无损透视检测技术平台

三英精密仪器有限公司制造的nanoVoxel系列X射线三维显微镜是拥有自主知识产权,具有超高分辨率的无损三维透视显微成像设备。设备采用独特的X光光学透镜显微成像技术,实际分辨率可达到0.5μm,即使传统医学和工业CT无法观察的对X光吸收很小的低原子序数的材料,比如先进复合材料中的橡胶、碳纤维、聚合物等,也可不借助染色直接进行观察成像。     

医用CT在三维椭球颗粒随机堆积结构研究中的应用

颗粒随机堆积问题是物理和工程领域的热门问题。椭球颗粒随机堆积体系作为球形体系的拓展,增加了旋转自由度,从而表现出更复杂的性质,由于椭球颗粒比球形颗粒更类似于自然界中普遍存在的非规则颗粒,因此其研究具有重要的实用价值。研究三维颗粒堆积结构问题一般需要CT成像技术,本文介绍了如何利用医用CT对三维椭球随机堆积体系进行成像研究的技术细节,包括如何通过图像处理的方法获取椭球颗粒的空间位置、取向和体积,如何利用接触数标度函数拟合的方法得到近邻颗粒间的接触信息等。本文的研究内容和方法为利用各种X射线CT成像方法研究三维颗粒体系提供了技术参考。      

X射线岩石CT的历史与现状

采用X射线CT技术无损探测岩石内部结构和裂纹演化过程 ,起源于 2 0世纪 80年代后期 ,由最初对CT图像的认识逐步深化为对岩石裂纹演化规律的分析和应用研究。基于室内岩石试件扫描断面的CT图像 ,目前在岩石变形破坏过程的实时监测、加荷条件多样化、裂纹演化规律性、裂纹宽度的定量测量、岩石裂纹三维图像重建、损伤演化与损伤变量分析、CT成果应用研究等方面取得了一系列进展。岩石CT面临的主要问题是如何获得各种试验条件下精确的CT图像及其成果的应用研究。岩石CT的生命力在于自身理论、技术发展和在相关领域的应用程度     

超声散射CT技术发展综述

概述超声散射CT（computed tomography）理论的发展过程,分别对X射线CT技术、医学超声CT技术、无散射超声CT技术及超声衍射CT技术相关理论的发展、基本思想及优缺点进行了概述,介绍了主要用于工业超声CT检测的超声散射CT技术的基本概念,特点及意义等。散射超声CT技术不仅不需要反投影重构,而且在一定程度上弥补了线性超声CT方法由于线性假设或弱散射假设带来的不足,具有广阔的应用前景。     

数字实时成像(DR)与X射线胶片成像对比分析

本文简要介绍了数字实时成像技术与X射线胶片成像技术的基本原理,从几个方面对两种技术的特点做了比较分析,并初步讨论了X射线成像技术的发展动向。     

X 线平片与三维 CT 检查在胫骨平台骨折评估中的应用价值?

目的：通过比较 X 线平片与三维 CT 检查对胫骨平台骨折损伤评价的信度和效度,探讨 X线平片与 CT 检查的应用价值。方法：回顾性分析2015年1月至2016年1月间收治的32例胫骨平台骨折损伤的病例,分别使用 X 线平片和三维 CT 检查对骨折损伤程度及部位做出判断,对骨折特征进行分析,对结果的效度进行判断（金标准为手术记录所描述）,并用 McNemar 检验比较 X 线平片和三维 CT 判断结果。结果：胫骨平台骨折三维 CT 重建在外柱诊断优于 X 线平片（P =0.031）,对骨折分型具有更高临床价值。结论：使用三维 CT 检查能够提高对胫骨平台骨折损伤评价的可靠性和准确性,可更好指导诊断及治疗方案的制订。     

原位岩土CT及其关键技术探讨

当前应用工业X射线CT技术观测岩土内部微观结构和力学特性成为研究工程地质的热点课题。然而,现有CT技术的“笨、大、重、险、贵”限制了现场应用能力,且常规岩土工程勘察方法存在丢失或破坏原有地质信息的问题。本文提出原位CT技术的概念,并指出其在岩土工程勘察领域应用中的关键技术。基于超小型冷阴极脉冲式X射线管及成像设备搭建随钻原位CT实验平台,实验结果表明该方法能够实现原位岩心数字采样与CT快速重构。在此基础上明确后续研究重点和关键技术,主要包括2D/3D CT快速重构新理论和新方法,解析CT重构图像与岩土颗粒特性之间的关系以及局部精细结构重建算法,构建精确的原位岩心3D微观结构模型;结合3D打印技术制备原位置岩土准样本,研究等效准样本的力学特性;建立时-空四维岩土工程勘察数据库,引入人工智能算法形成具有学习和预测的反馈评价体系,对丰富当前岩土工程勘察方法和完善原位CT技术具有重要的科学意义。      

16层螺旋CT重建在距骨骨折的应用价值

目的:研究16层螺旋CT多平面(MPR)、三维(3D)重建在距骨骨折中的临床应用价值。资料与方法:对132例距骨骨折患者的X射线平片、16层螺旋CT-MPR、3D重建影像资料对比分析。结果:132例距骨骨折中,16层螺旋CT-MPR、3D重建骨折和脱位全部显示,X射线平片查出骨折99例,脱位31例。骨折X射线平片检出率75%,三维重建检查检出率100%,脱位X射线平片检出率87%,三维重建检查检出率100%。结论:16层螺旋CT多平面和三维重建,可更好地显示距骨骨折和脱位,对术前诊断和治疗有很大价值,尤其是对距骨细微骨折和半脱位的诊断。     

三维CT与X线片检查跟骨骨折中的应用价值分析

目的:研究三维CT检查和X线片对跟骨骨折损伤评价的准确度及效用,同时探讨其应用价值。方法:选择2017年1月至2018年1月我院收治的32例跟骨骨折病例。分别使用三维CT和X线片检查,并对跟骨损伤程度及部位进行分析,对结果的准确度进行判断（依据为手术术中所见）,并用McNemar检验比较其结果的准确度。结果:跟骨骨折三维CT重建在诊断准确率方面优于X线片,对骨折部位及特征描述具有更高临床应用价值。结论:应用三维CT重建跟骨骨折检查可以有效提高对骨折损伤评价的准确度和效用性,对于临床诊断及治疗均有明确的意义。      

体积CT中的图象重建算法研究综述

体积ＣＴ是继断层ＣＴ发展而来的一种高新技术。它具有获取投影数据的速度快、Ｘ射线利用率高、成象结果空间分辨率各向同性等优点,因而将成为用于医学影象诊断、工业无损检测等领域的更为有效的手段之一。本文对体积ＣＴ技术的发展历史、主要特点、算法分类及未来发展等进行了系统地回顾、分析和展望。     

基于微焦点CT与数据约束模型的古代家猪牙齿显微结构研究

本文对一例考古发掘出土的古代家猪下颌骨及牙齿进行了微焦点CT成像,通过加置滤波片有效减弱了线束硬化对CT图像的影响。基于数据约束模型（DCM）对样品三维结构进行了定量计算,获取了包含小于CT图像体元尺寸在内的样品跨尺度结构信息。对样品中孔隙及高吸收组分的联通特性进行了跨尺度计算,得到这两种组分的三维团簇分布。与常见的图像阈值分割法相比,DCM模型有效减弱了部分体积效应对图像分析的影响。本文研究结果为考古样品的内部形态测量、结构分析提供了数据基础,为考古样品的数字建模存档提供一种新的方法。      

急性颈椎损伤的CT诊断

本文目的是分析急性颈椎损伤（ＡＣＴ）的ＣＴ征象,评价ＣＴ在ＡＣＴ诊断中的价值及限度。方法：７８例颈椎外伤患者行平片、薄层ＣＴ检查及三维重建,并做对照分析。结果经影像学诊断６０例ＡＣＴ,ＣＴ诊断５９例,１例ＣＴ阴性而由平片确诊 １例。平片与ＣＴ的骨折检出率分别为 ５３． ３％和 ９８．３％。结论：ＣＴ比Ｘ线平片可发现更多的骨折,并能明确骨折块与椎管的关系。这对临床处理严重颈椎损伤起到指导作用。     

工业CT在增强硬质聚氨酯泡沫塑料无损检测中的应用

为提高作为结构材料使用时硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的力学性能,在基体材料中添加增强材料形成了增强RPUF(RRPUF),RRPUF内部的材料组成及结构特征影响其力学性能.本文应用微焦点锥束体式工业CT技术,进行了玻璃纤维RRPUF三维结构的工业CT检测,获得了高分辨率的RRPUF三维结构CT图像,并解析了RRPUF内部结构特征,包括玻璃纤维及泡孔的形状、位置、尺寸、体积含量以及分布状况等.研究表明微焦点VCT技术可有效地实现RRPUF内部结构特征的检测及分析,为进一步研究RRPUF的性能提供了重要方法.     

3D打印技术在CT领域的应用

作为一种新兴的快速成型技术,3D打印(3D Printing)已经被广泛应用于航空航天、汽车制造和模具加工等众多领域,并正悄然改变着现有的标准化、规模化生产模式,而不断发展的CT技术也已成为临床医学、工业无损检测等领域的一种重要成像手段。3D打印与CT技术在功能上相互补充,两者的结合可以实现扫描、数字化和编辑实体对象,创建精确实体副本或者进行二次设计等功能,能够解决诸如快速制造符合个体特点的定制化植入物、假体和手术导板等难题,在临床医学、逆向工程以及装备检测与维修等领域具有广阔的应用前景。本文首先对3D打印技术进行介绍,结合实例分析3D打印与CT技术结合的技术流程,随后详细探讨了技术流程中的各项关键技术。最后在梳理现有典型应用的基础上,对3D打印与CT技术结合中还存在的不足进行总结,对未来的发展趋势进行展望。