Imagem de micro-TC de uma medula espinal de camundongo

1. Montagem de uma amostra (osso)

1. Para examinar uma rede de ossos, como uma coluna vertebral, suspenda a estrutura em um gel de agarose e permita a cura em um tubo plástico de paredes muito finas (Figura 2). A magreza do tubo é muito importante, afetando muito o rendimento do sinal e a qualidade geral da imagem. Isso, por sua vez, afeta sua capacidade de resolver recursos. O valor de transmissão do tubo deve ser o mais próximo possível de 100%.
2. Monte o tubo no estágio da amostra com fita ou fazendo um suporte personalizado, garantindo que a amostra esteja estacionária e estável quando o estágio girar.

Figura 2: Coluna do rato suspensa em gel de agarose dentro de tubo plástico de parede fina sentado no estágio amostral do sistema micro-CT.

2. Aquisição de Imagens

1. Ligue a fonte de raios-X para uma energia em torno da faixa de 90 keV (90 kV e 10 W).
2. Após o aquecimento da fonte e a liquidar a energia, adquira uma imagem através do software do sistema.
3. Verifique o valor da transmissão normalizando a imagem em relação a uma imagem de ar. Para aquisição e aplicação automática de referência, certifique-se de que a amostra pode se mover em uma determinada direção sem travar.
4. Se a imagem tiver uma transmissão muito alta, diminua a energia gradualmente até que o valor de transmissão seja suficiente. Certifique-se de aumentar o tempo de exposição de acordo para que a imagem não pareça ruidosa e granuda. Se a imagem tiver transmissão muito baixa, aumente a energia gradualmente até que o valor de transmissão seja suficiente.
5. Comece a mover a fonte de raios-X mais perto da amostra, enquanto tome muito cuidado para não bato-los. Trazer a fonte o mais perto possível da amostra é um passo na direção de maximizar o throughput e garantir a melhor resolução possível.
6. Como isso é feito, refine o campo de visão da amostra deslocando o estágio amostral com seus atuadores lineares.
7. O software mostrará um parâmetro conhecido como tamanho de pixel que é tratado semelhante à resolução atual (embora seja realmente diferente).
   1. Se o número ainda for muito grande e a fonte estiver muito próxima, o detector pode começar a se afastar da amostra.
   2. Se o número for muito pequeno, mova cautelosamente o detector para mais perto da amostra.
   3. Tente diferentes objetivos ópticos e posições de detector também, mas cuidado com a complicação que isso introduz ao tentar otimizar os parâmetros de varredura.
8. Verifique todas as orientações da amostra para garantir que não haja acidentes para encontrar o melhor tempo de exposição. Isso é realizado devido à mudança da distância de trabalho, tamanho do pixel e posição da amostra.
9. Gire lentamente a amostra em incrementos de 2 graus enquanto monitora sua posição em relação à fonte e ao detector através da câmera do gabinete. Certifique-se de mover a fonte e o detector se uma colisão pode ocorrer.
10. Encontre o maior comprimento do caminho do raio-X que resulta no menor número de valores de contagem/transmissão e encontre o tempo de exposição necessário para garantir cerca de 5000 contagens em todos os lugares.

3. Submissão e Reconstrução da Tomografia

O processo de reconstrução do ponto de vista do usuário não é mais complicado do que qualquer uma das outras seleções de parâmetros feitas nas etapas anteriores. No entanto, a programação e a despesa computacional para este processo são realmente bastante substanciais. Os usuários devem procurar entender melhor o que está acontecendo sob a interface do software suave e como as decisões impactam o produto final. Muitos sistemas ct utilizam algoritmos iterativos de reconstrução algébrica em que as projeções 2D são convertidas em uma série de equações lineares descrevendo valores de pixels. Alguns outros sistemas utilizam algoritmos filtrados de projeção traseira onde radon transforma converter as projeções em um sinograma e, em seguida, são passados através de uma série de operações de integração de linha. Claro, alguns usam outras abordagens e até métodos híbridos. No menor nível de envolvimento com esses algoritmos, sabe-se que o número de projeções e o deslocamento total rotacionado têm um impacto no volume final reconstruído.

1. Primeiro, decida se deve digitalizar mais de 180° ou 360° com base na proporção da amostra. Se a amostra tiver uma proporção alta, de tal forma que o comprimento do caminho do raio-X seja cerca de 4 ou mais vezes maior na orientação de 90°do que a orientação de 0°do que uma varredura de 180°seria uma escolha inteligente. (O argumento é que as informações coletadas no curto comprimento do caminho do raio-X não são tão diferentes de um lado para o outro. Se mais projeções puderem ser dedicadas às orientações longas de comprimento do caminho do caminho de raios-X do que o conjunto de dados se beneficiará. O deslocamento angular entre as projeções será menor e haverá mais informações dessas orientações complicadas sendo alimentadas nos algoritmos de reconstrução.) Se a proporção não for tão alta, use 360°-scans.
2. Em seguida, escolha o número de projeções e o deslocamento angular total, que ditará o ângulo entre as projeções. Quanto menor esse ângulo, menor será a interpolação e menos informações de recursos finos serão truncadas. (Um equilíbrio deve ser estabelecido porque mais projeções significam um tempo de varredura mais longo, que se correlaciona com uma janela maior onde as amostras podem se mover, menos tempo para digitalizar outras coisas e uma vida útil de fonte mais curta. Uma regra geral é ter pelo menos 800 projeções acima de 360° e não ultrapassar 3200 projeções.
3. Envie a varredura.
4. Após o término da tomografia (geralmente entre 4 a 16 horas), traga séries 2D de imagens para o software de reconstrução do sistema (ou de algum código aberto).
5. Selecione a correção ideal do turno do centro. O shift central é um parâmetro que alinha os projetos para alinhar (pense em um baralho de cartas que precisa ser coletado e alinhado para sentar-se como uma pilha limpa). Este valor geralmente está entre -10 a 10 pixels.
6. Selecione o coeficiente de correção de endurecimento do feixe ideal. A correção de endurecimento do feixe é uma remoção artificial do contraste produzido pela filtragem de amostras. Se uma amostra for grossa o suficiente ou contiver uma gama de materiais leves e pesados, ela terá falso contraste com base na atenuação de raios-X de baixa energia (macia). Isso deve ser aplicado de forma conservadora. Um valor médio está entre 0 a 0,5.
7. Submeter a reconstrução.