MicroCT原理及應(yīng)用

 1895年，Wilhelm C. Roentgen 發(fā)現(xiàn)了 X 射線，并為夫人拍下了世界上第一張 X 片 —— 戴戒指的手掌照片。1967年，Godfrey N. Hounsfield 發(fā)明了第一臺(tái) CT 設(shè)備，能夠從多個(gè)角度攝片，采集被攝物體的三維信息，在不破壞物體的情況下觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。1970年代，醫(yī)院開(kāi)始使用CT診斷疾病。數(shù)十年來(lái)，這一偉大技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如醫(yī)學(xué)（組織器官、生理代謝過(guò)程成像）、藥學(xué)（藥效檢測(cè)、新藥開(kāi)發(fā)）、材料學(xué)（新材料的開(kāi)發(fā)）、工業(yè)（各種器件的質(zhì)檢和探傷）、農(nóng)業(yè)（木材和種子的質(zhì)檢和分析）、工程（建筑材料內(nèi)部孔隙度、連通度和滲透性分析）、珠寶（真?zhèn)巫R(shí)別和最佳切割方案設(shè)計(jì)）、考古（化石的結(jié)構(gòu)和成分分析）等領(lǐng)域。

最為人們所熟知的 CT 是應(yīng)用于臨床檢查的醫(yī)學(xué) CT，第一幅 CT 圖片顯示的就是頭顱影像。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，Hounsfield 發(fā)明的速度極慢的平移式筆形束CT已經(jīng)發(fā)展成為種類繁多的CT家族，例如螺旋 CT、64 排容積 CT、定量 CT。

 

類型	FOV	分辨率	描述
CT	10-60cm	500-1500μm	臨床CT，以人體掃描為主，安裝定量分析軟件即成為QCT（定量CT）。螺旋CT發(fā)明以來(lái)，掃描速度不斷加快，幾分鐘就可以完成全身掃描。但是受到FOV尺寸和輻射劑量 的影響，難以提高分辨率。
pQCT	5-15cm	50-500μm	四肢定量CT（peripheral Quantitative CT），掃描人體的 四肢，兼可用作臨床診斷和科學(xué)研究。pQCT能夠分別分析骨小梁和骨皮質(zhì)， 并可以進(jìn)行生物力學(xué)分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)骨折風(fēng)險(xiǎn)，而且不受體位、體型和骨質(zhì)增生的影響，對(duì)骨質(zhì)疏松的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估比DEXA有明顯優(yōu)勢(shì)。
microCT	1-8cm	5-80μm	顯微CT，采用微焦點(diǎn)X線球管，分辨率高，但是成像范圍小，用于科學(xué)研究。包括 in vitro（離體）和 in vivo（活體）兩類，前者用于骨骼等標(biāo)本，后者用于活體小動(dòng)物掃描。
CTM	0.01-0.5cm	0.1-10μm	CT顯微鏡（X-Ray Computerized Tomography Microscopy），采用同步加速器產(chǎn)生的平行X線成像。分辨率最高，達(dá)到亞微米級(jí)，但是FOV極小。單能譜X線，成像質(zhì)量高。