一般来说,μ-CT系统通常采用数字平面二维探测器;常用的是电荷耦合器件 (CCD)系统,该系统使用闪烁屏,通过光纤束耦合,将X射线转换为可见光子。
近,基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的新型探测器问世,并应用于小动物体内成像系统。下表列出了分辨率和体素尺寸小于1 μm的亚微米和纳米CT系统。
限制X射线源亮度的一个问题是阳极的热负荷,它会导致阳极局部熔化。液态金属喷射阳极(MetalJet)技术的出现解决了这一问题,该技术通过高速喷射的薄液态金属取代了传统的阳极,从而克服了这一限制(图4)。
在这种情况下,阳极的熔化不再是问题,因为阳极已经熔化。使用这些系统获得的亮度比固体阳极X射线管高一个数量级,电子束功率密度可以高出十倍,并且可以获得足够的空间相干性,从而可以使用相位衬度成像技术。
CT是种能够产生穿越人体横轴平面(切片)图像的方法,不会因不同解剖结构的叠加而产生偏差。从台临床CT扫描仪至今,涉及X射线源和新型探测器的巨大技术发展,使传输剂量和图像质量有了大幅改进。
CT 技术已经向更高分辨率的设备发展。X射线微断层扫描(μ-CT)系统能够对厘米大小的样品达到微米级空间分辨率,对1-2毫米大小的样品达到亚微米级空间分辨率(纳米断层扫描)。如今,从医学到生物学,从地质学到考古学和材料科学等广泛的研究领域都采用了这种技术。
基于相位的 X 射线成像技术如前所述,X 射线在物质中的传播可以通过复折射率来描述,复折射率表示为δ表示折射率下降,它与电磁波在物质中的相移有关,因此也与电磁波偏离入射方向有关。β 是吸收项,与光电效应和散射导致的物质对 X 射线的吸收有关。
因此,相移效应可能比吸收效应大得多,而传统技术正是基于吸收效应。因此,双能x射线骨密度,得益于相移效应的贡献,成像系统的灵敏度可以大大提高,尤其是当吸收差异产生的衬度不足以从背景中分辨出微小细节时。
此外,由于基于相位的X射线成像方法即使在X射线吸收率较低的情况下也能提供高质量的图像,因此可以使用更高的能量。这意味着,通过选择合适的能量,可以确保对的辐射剂量较低(保持较低的虚部β),同时在折射率下降足够大的情况下,获得良好的相位衬度图像(具有良好的分辨特征)。
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