Imagerie Micro-CT de la moelle épinière d'une souris

1. Montage d'un échantillon (Os)

1. Pour examiner un réseau d'os, comme une colonne vertébrale, suspendez la structure dans un gel d'agarose et laissez guérir dans un tube en plastique à parois très minces (figure 2). La minceur du tube est très importante, affectant considérablement le débit du signal et la qualité globale de l'image. Cela affecte à son tour votre capacité à résoudre les fonctionnalités. La valeur de transmission du tube doit être aussi proche de 100% que possible.
2. Montez le tube sur l'étage de l'échantillon avec du ruban adhésif ou en faisant un stand personnalisé, en fin de compte en s'assurant que l'échantillon est stationnaire et stable lorsque la scène tourne.

Figure 2 : Épine de souris suspendue dans le gel d'agarose à l'intérieur du tube en plastique à parois minces assis sur l'étape de l'échantillon du système de micro-CT.

2. Acquisition d'images

1. Activez la source de rayons X à une énergie autour de la plage de 90 keV (90 kV et 10 W).
2. Une fois que la source se réchauffe et s'installe sur l'énergie, acquérir une image à travers le logiciel du système.
3. Vérifiez la valeur de transmission en normalisant l'image par rapport à une image d'air. Pour l'acquisition et l'application automatiques de référence, assurez-vous que l'échantillon peut se déplacer dans une direction donnée sans s'écraser.
4. Si l'image a une transmission trop élevée, abaissez l'énergie progressivement jusqu'à ce que la valeur de transmission soit suffisante. Assurez-vous d'augmenter le temps d'exposition en conséquence afin que l'image ne semble pas bruyante et granuleuse. Si l'image a une transmission trop faible, augmentez l'énergie progressivement jusqu'à ce que la valeur de transmission soit suffisante.
5. Commencez à déplacer la source de rayons X plus près de l'échantillon, tout en faisant très attention de ne pas les écraser. Rapprocher le plus possible de la source de l'échantillon est un pas dans la direction de maximiser le débit et d'obtenir la meilleure résolution possible.
6. Dans ce cas, affiner le champ de vision de l'échantillon en déplaçant l'étape de l'échantillon avec ses actionneurs linéaires.
7. Le logiciel affichera un paramètre connu sous le nom de taille de pixel qui est traité semblable à la résolution actuelle (bien qu'il soit en effet différent).
   1. Si le nombre est encore trop grand et que la source est très proche, le détecteur peut commencer à s'éloigner de l'échantillon.
   2. Si le nombre est trop petit, déplacez prudemment le détecteur plus près de l'échantillon.
   3. Essayez différents objectifs optiques et positions de détecteur ainsi, mais méfiez-vous de la complication que cela introduit lorsque vous essayez d'optimiser les paramètres d'analyse.
8. Vérifiez toutes les orientations de l'échantillon pour vous assurer qu'il n'y a pas d'accidents pour trouver le meilleur temps d'exposition. Ceci est effectué en raison du changement de distance de travail, de la taille des pixels et de la position de l'échantillon.
9. Faites pivoter lentement l'échantillon par incréments de 2 degrés tout en surveillant sa position par rapport à la source et au détecteur par l'intermédiaire de la caméra interne. Assurez-vous de déplacer la source et le détecteur en cas de collision.
10. Trouvez la plus longue longueur de chemin de rayons X qui donne le plus faible nombre de nombres/valeurs de transmission et trouvez le temps d'exposition nécessaire pour sécuriser environ 5 000 comptes partout.

3. Soumission et reconstruction de tomographie

Le processus de reconstruction du point de vue de l'utilisateur n'est pas plus compliqué que n'importe laquelle des autres sélections de paramètres effectuées dans les étapes précédentes. Cependant, les frais de programmation et de calcul pour ce processus sont en fait assez importants. Les utilisateurs doivent viser à mieux comprendre ce qui se passe sous l'interface utilisateur logicielle lisse et comment les décisions ont un impact sur le produit final. De nombreux systèmes CT utilisent des algorithmes itératifs de reconstruction algébrique dans lesquels les projections 2D sont converties en une série d'équations linéaires décrivant les valeurs des pixels. D'autres systèmes utilisent des algorithmes de projection en arrière filtrés où Radon transforme les projections en sinogramme et sont ensuite passés par une série d'opérations d'intégration de ligne. Bien sûr, certains utilisent d'autres approches et même des méthodes hybrides. Au niveau le plus bas de participation à ces algorithmes, on sait que le nombre de projections et le déplacement total de rotation ont un impact sur le volume reconstruit final.

1. Tout d'abord, décider s'il faut scanner plus de 180 ou 360 degrés en fonction du rapport d'aspect de l'échantillon. Si l'échantillon a un rapport d'aspect élevé de telle sorte que la longueur du chemin des rayons X est environ 4 fois ou plus plus longue à l'orientation à 90 degrés que l'orientation de 0 degrés qu'un balayage de 180 degrés serait un choix judicieux. (L'argument étant que l'information recueillie sur la courte longueur de chemin de rayons X n'est pas si différente d'un côté à l'autre. Si plus de projections peuvent être consacrées aux longues orientations de longueur de chemin de rayon X que l'ensemble de données bénéficiera. Le déplacement angulaire entre les projections sera plus faible et il y aura plus d'informations à partir de ces orientations délicates étant alimentés dans les algorithmes de reconstruction.) Si le rapport d'aspect n'est pas si élevé, utilisez des scans à 360 degrés.
2. Ensuite, choisissez le nombre de projections et le déplacement angulaire total, qui dictera l'angle entre les projections. Plus cet angle est petit, moins l'interpolation sera effectuée et moins les informations sur les fonctionnalités seront tronquées. (Un équilibre doit être établi parce que plus de projections signifient un temps de balayage plus long, qui se corrèle à une fenêtre plus grande où les échantillons peuvent se déplacer, moins de temps pour scanner d'autres choses, et une durée de vie plus courte source. Une règle de base est d'avoir au moins 800 projections sur 360 degrés et de ne pas dépasser 3200 projections.
3. Soumettez l'analyse.
4. Après la totomographie terminée (généralement entre 4 - 16 heures), apporter la série 2D d'images dans le système (ou un certain open source) logiciel de reconstruction.
5. Sélectionnez la correction optimale de décalage central. Le décalage de centre est un paramètre qui aligne les projets pour s'aligner (pensez à un jeu de cartes grossièrement mélangé qui doivent être collectés et alignés pour s'asseoir comme une pile soignée). Cette valeur se situe généralement entre -10 et 10 pixels.
6. Sélectionnez le coefficient optimal de correction de durcissement du faisceau. La correction de durcissement des faisceaux est une suppression artificielle du contraste produit par le filtrage de l'échantillon. Si un échantillon est assez épais ou contient une gamme de matériaux légers et lourds, il aura un faux contraste basé sur l'atténuation des rayons X de faible énergie (soft). Cela devrait être appliqué de façon conservatrice. Une valeur moyenne se situe entre 0 et 0,5.
7. Soumettre la reconstruction.