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2023.Aug.21

X-ray影像-X-ray 影响3D X-ray CT影像分辨力的因素

影响3D X-ray CT影像分辨力的因素
 
在2D图像中,pixel size为组成2D影像的元素,pixel size为具有长宽之正方形。当pixel size越小,图像质量越好,其影像特征表现越多。
 
pixel size影像差异
▲图一 不同pixel size表现的影像差异
 
同样的概念也适用于3D立体影像中,而组成3D立体影像的元素称为voxel size,通常表示具长宽高的立方体,通常以多个voxel size来构成3D X-ray CT影像。可以为每一个voxel size分配其颜色值来表现出其特征,所以当voxel size越小时,图像表现越精细。
以图二、图三两张图为例,图二为voxel size 3um及图三为voxel size 7um,从此两张图可以辨别出当voxel size较小时,其图像的表现越精细。

 
voxel size 3um voxel size 7um
▲图二 voxel size 3um的影像 ▲图三 voxel size 7um的影像

影响voxel size的因素有以下:
  • 放大倍率(M)=FDD(光管至探测器的距离)/FOD(光管至样品的距离)
  • 检测器板的pixel size(此时的pixel size为组成检测器的表面,藉由检测到的X-ray的数量和位置成像)。
在检测器相同的情况下时,当放大倍率越大的时候,其voxel size越小,在3D X-ray CT中呈现分辨力越佳,但是其每个pixel捕获的Xray数量也较少,所以不利于较低的能量成像。
影响voxel size的因素-1
在放大倍率相同的情况下时,当检测器的pixel size越小时,其voxel size越小,在3D X-ray CT中呈现分辨力越佳,但是其视野范围会受限于小区域。使用Baker Hughes Vtomex S240Baker Hughes Vtomex M300可以使用拼接扫描(multi scan)或偏移扫描(offset scan)在voxel size不变的情况下来扩大视野范围。
影响voxel size的因素-2

Offset CT示意图
▲图四 Offset CT示意图
Offset CT可以用更高倍率去拍摄整个样品&可扫更大的物件
multi scan示意图-1 multi scan示意图-2
▲图五 multi scan示意图,分两段拍摄
Multi scan可以用更高倍率分段拍摄整个样品&可扫更长的物件

使用不同的检测器时,由于pixel size及探测器板大小不同,参数设定都会受到影响,且voxel size在不同大小的情况下,能调整的电压及电流也会受到影响,而如何调整参数是一门相当重要的课题,根据不同的样品,参数也会有所不同,科迈斯拥有完整的应用团队提供咨询协助。
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