访谈 | TESCAN能谱CT为显微CT成像带来新维度

我是Wesley De Boever, TESCAN的产品市场经理。TESCAN能谱CT是一种智能micro-CT应用解决方案，可从样品内部的任何点无损的提供化学信息。

TESCAN提供一系列快速、通用的micro-CT系统，所有这些系统都能够以非常高的时间分辨率进行连续动态micro-CT扫描。我们的解决方案可以处理高达一米的样品，整个系统都非常通用，具有高达11个自由度。

去年，我们推出了一种新的解决方案——TESCAN能谱CT，一种独特的技术，可以无损地从样品的任何点提供3D成分信息。它是对使用micro-CT获得的高质量结构信息的补充。

TESCAN能谱可以提供样品内部任何点的化学和结构信息。它能够识别材料，提供传统CT无法做到的衬度，因此用户可以区分传统CT无法区分的材料。用户还可以通过K-edge成像对未知成分进行精确识别。

在研究能谱CT的原理时，首先考虑常规CT的原理是很重要的。在传统的X射线CT系统中，有一个X射线源、一个探测器和一个样品。X射线信号被合并，去掉了很多关于材料成分的信息。

当与样品的不同部分相互作用时，产生的X射线束可能具有不同的能谱。但是使用传统的CT，我们测量的是光束的整体强度，而不是能量分辨能谱，所以成分信息丢失了。

通过使用能谱CT探测器，一种能量敏感的直接光子计数探测器，可以捕获整个能谱并检索一些成分信息。我们已经实现了这样一种能谱CT探测器，并结合了强大的能谱软件套件，作为TESCAN多功能、大容量、多尺度micro-CT系统TESCAN UniTOM XL的附加组件。

TESCAN能谱CT具有完全集成的新型能量敏感光子计数探测器，使用户能够获得结构信息和无损的成分和化学数据。

同时，TESCAN感兴趣空间扫描(VOIS™)工作流程使用户能够选择样品内的位置，使他们能够从样品内的任何点收集x射线能谱。

TESCAN UniTOM XL micro-CT系统的多功能性和速度使用户能够在短扫描时间内获得高质量的结构信息。此外，用户还可以获得直观而流畅的成像工作流程，只需点击一下即可在标准成像和能谱成像之间轻松切换。不需要复杂的数据匹配或对齐。

TESCAN spectrum SUITE™中的自动K-edge滤波器、形状分析和能谱比较使得用户能区分材料、量化属性和识别成分，为重建、可视化和分析能谱数据以及创建参考库提供强大的工具。

能谱micro-CT是我们UniTOM XL系统的附加组件。我们的UniTOM XL最高分辨率为3微米，最小体素尺寸为1微米。我们用能谱CT能达到的最小的体素尺寸大约是3到4微米，比传统CT小三倍。如果你能用传统CT成像10微米的物体，那么用能谱CT就能成像30微米的相同视场。

它比传统CT要慢一些。如果你在一个小时内做一个CT扫描，那么能谱CT扫描大约需要两到三个小时。当然，这取决于你在视野和分辨率方面想要看到什么。

如果您想要进行快速的点测量，这也是可能的，例如，识别缺陷，它可以非常快——几分钟。

我将给你们一个关于如何在聚合物研究中利用能谱CT的概述。

在传统的显微CT中，衬度是基于密度。这意味着原子序数和密度非常相似的材料很难相互区分。

这是一种特殊塑料的案例，我们在一个案例研究中使用到的材料。塑料是碳基的，所以它们是低原子序数的材料，密度相似，在使用传统CT时看起来很相似。使用能谱CT可以大大提高衬度，并提供常规CT无法提供的信息。

我们对LEGO®积木样品进行了显微CT扫描的案例研究。我们用36块不同颜色的LEGO®积木分别制成样品。虽然乐高®积木在现实生活中有不同的颜色，但它们在CT扫描中看起来都是一样的。

在传统的CT扫描中没有衬度，因为它们使用的探测器，X射线首先通过闪烁体转换成可见光。这就是摄像头传感器检测到的可见光。当我们看到整个能谱CT探测器时，每个光子的能量都可以被测量出来。利用能谱探测器，不同的积木具有不同的衬度。

使用专门的训练算法，我们使用能谱CT扫描从五种不同的颜色中识别积木的颜色。它并不完美，但我们从一个没有任何差异的单一灰度值变成了五个不同的类别。我们马上就要做彩色CT了。

此外，在某些图像中，特定的积木看起来更亮。使用传统CT，我们只能说这块积木比其他积木含有原子序数更高的元素，因为它看起来更亮。使用能谱CT，我们可以进行K-edge分析，从而可以识别导致高衰减的元素。

在我们的案例研究中，我们能够检测到乐高®积木中镉的存在。镉是一种重金属，在20世纪80年代之前一直被用作黄色和红色乐高积木的稳定剂。这意味着使用TESCAN能谱CT，我们甚至可以确定这个特定乐高积木的年龄信息。

能谱CT开辟了一系列新的可能性，为材料鉴定和珍贵样品的分析提供对比。它是传统CT成像的完全补充，在micro-CT扫描成像设备内提供了额外的成像方式。

这是一项非常新颖的技术，因此还有很多有待探索的地方。这是一个开放问题，如果有人有建议或想法，请联系我们。我们有几个能谱CT应用案例可用。长按识别下方二维码联系我们。

英文访谈原文链接：https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=22717