Micro-CT-beeldvorming van het ruggenmerg van een muis

1. Mounting a Sample (Bone)

1. Om een netwerk van botten, zoals een wervelkolom, te onderzoeken, moet de structuur worden opgehangen in een agarosegel en laten uitharden in een dunne-wandige plastic buis (Figuur 2). De dunne dikte van de buis is erg belangrijk en heeft een grote invloed op de signaaldoorvoer en de algehele beeldkwaliteit. Dit heeft op zijn beurt weer invloed op uw vermogen om functies op te lossen. De transmissiewaarde van de buis moet zo dicht mogelijk bij 100% liggen.
2. Bevestig de buis op de monsterstandaard met tape of door een aangepaste standaard te maken, waarbij er uiteindelijk voor moet worden gezorgd dat het monster stationair en stabiel is wanneer de standaard draait.

Figuur 2: Muizenwervelkolom opgehangen in agarosegel binnen dunne-wandige plastic buis die op de monsterstandaard van het micro-CT-systeem zit.

2. Beeldverwerving

1. Schakel de röntgenbron in op een energie rond het bereik van 90 keV (90 kV en 10 W).
2. Nadat de bron is opgewarmd en zich op de energie heeft gevestigd, verwerft u een beeld via de software van het systeem.
3. Controleer de transmissiewaarde door het beeld te normaliseren ten opzichte van een beeld van lucht. Voor automatische referentieverwering en toepassing, zorg ervoor dat het monster in een bepaalde richting kan bewegen zonder te crashen.
4. Als het beeld te hoge transmissie heeft, verlaagt u de energie incrementeel totdat de transmissiewaarde voldoende is. Zorg ervoor dat u de belichtingstijd dienovereenkomstig verhoogt, zodat het beeld er niet rumoerig en korrelig uitziet. Als het beeld te lage transmissie heeft, verhoogt u de energie incrementeel totdat de transmissiewaarde voldoende is.
5. Begin de röntgenbron dichter bij het monster te verplaatsen, terwijl u er zeer voorzichtig mee bent om ze niet te laten botsen. Door de bron zo dicht mogelijk bij het monster te brengen, is dit een stap in de richting van het maximaliseren van de doorvoer en het beveiligen van de best mogelijke resolutie.
6. Terwijl dit wordt gedaan, verfijnt u het gezichtsveld van het monster door de monsterstandaard met zijn lineaire actuatoren te verschuiven.
7. De software toont een parameter die pixelgrootte wordt genoemd, die wordt behandeld als de huidige resolutie (hoewel het inderdaad anders is).
   1. Als het getal nog te groot is en de bron heel dichtbij is, kan de detector beginnen zich weg te bewegen van het monster.
   2. Als het getal te klein is, verplaatst u voorzichtig de detector dichter bij het monster.
   3. Probeer ook verschillende optische objectieven en detectorposities, maar pas op voor de complicaties die dit met zich meebrengt bij het optimaliseren van de scanparameters.
8. Controleer elke oriëntatie van het monster om te zorgen dat er geen botsingen zijn om de beste belichtingstijd te vinden. Dit wordt uitgevoerd vanwege de verandering van werkafstand, pixelgrootte en monsterpositie.
9. Draai het monster langzaam met stappen van 2 graden terwijl u zijn positie ten opzichte van de bron en detector bewaakt via de in-kastcamera. Zorg ervoor dat u de bron en detector weg beweegt als een botsing kan optreden.
10. Zoek de langste röntgenstraalweg die resulteert in het laagste aantal tellen/transmissiewaarden en zoek de belichtingstijd die nodig is om overal ongeveer 5000 tellen te beveiligen.

3. Tomografie indiening en reconstructie

Het reconstructieproces vanuit het perspectief van de gebruiker is niet gecompliceerder dan enig van de andere parameterselecties die in de eerdere stappen zijn gemaakt. Echter, de programmering en computationele kosten voor dit proces zijn eigenlijk behoorlijk aanzienlijk. Gebruikers moeten er naar streven het beste te begrijpen wat er gebeurt onder de gladde software-UI en hoe beslissingen het eindproduct beïnvloeden. Veel CT-systemen maken gebruik van iteratieve algebraïsche reconstructiealgoritmen waarin de 2D-projecties worden omgezet in een reeks lineaire vergelijkingen die pixelwaarden beschrijven. Sommige andere systemen maken gebruik van gefilterde terugprojectiealgoritmen waarbij Radon-transformaties de projecties omzetten in een sinogram en vervolgens door een reeks lijnintegratie-operaties worden geleid. Natuurlijk gebruiken sommige andere benaderingen en zelfs hybride methoden. Op het laagste niveau van betrokkenheid bij deze algoritmen is bekend dat het aantal projecties en de totale gedraaide verplaatsing een invloed hebben op het uiteindelijke gereconstrueerde volume.

1. Bepaal eerst of u over 180° of 360° moet scannen op basis van de hoogte/breedteverhouding van het monster. Als het monster een hoge hoogte/breedteverhouding heeft, zodat de röntgenstraalweg ongeveer 4 of meer keer langer is op de 90°-oriëntatie dan op de 0°-oriëntatie, is een 180°-scan een slimme keuze. (Het argument is dat de informatie die wordt verzameld over de korte röntgenstraalweg niet zo anders is van de ene kant naar de andere. Als er meer projecties kunnen worden toegewijd aan de lange röntgenstraalwegoriëntaties, zal de dataset hiervan profiteren. De hoekverschuiving tussen projecties zal lager zijn en er zal meer informatie van die lastige oriëntaties worden toegevoerd aan de reconstructiealgoritmen.) Als de hoogte/breedteverhouding niet zo hoog is, gebruik dan 360°-scans.
2. Kies vervolgens het aantal projecties en totale hoekverschuiving, die de hoek tussen projecties zal dicteren. Hoe kleiner deze hoek, hoe minder interpolatie zal worden uitgevoerd en hoe minder fijne functie-informatie zal worden afgesneden. (Een evenwicht moet worden gevonden omdat meer projecties een langere scantijd betekenen, wat correleert met een groter venster waar monsters kunnen bewegen, minder tijd om andere dingen te