如何提高X射线CT成像分辨率（三）

嘉德利达

2022/12/12 15:24

阅读：113

如何提高X射线CT成像分辨率（三）

我们如何获得最优的分辨率？

基于当前我们回顾的所有内容，现在让我们弄清楚如何获得最优分辨率。正如我们在本文开头所讨论，我们需要看到的最小特征点的大小是决定因素。从定义开始，假设它的大小是L，如果仅是识别该特征点，将体素大小设置为L/5 ~ L/2就足够了。如果您计划量化该特征的形状、大小等，则将体素大小设置为L/20 ~ L/5。

我们再次强调一点，分辨率越高，扫描所需的时间就越长，这样才能达到相同的数据质量。在给定的CT设备上，体素大小应该定义FOV和放大系数。如果FOV是您想要的大小，通常要接近您的样本大小，你可以按照该设定值扫描了。如果FOV太小，您可以减少样品尺寸来保证分辨率，或使用FOV增强技术，如拼接或偏移扫描，参见下图。

X射线能量应根据样品的密度和尺寸进行优化。投影的数量，扫描时间等，应该根据您需要达到的信噪比和你有多少时间来优化。详见参见 How to Improve the Signal-to-noise Ratio of X-ray CT Images

我们怎么测量分辨率？

现在，那我们如何测试分辨率呢? 正如我们在本文开头所看到的，X射线CT图像的分辨率不仅仅是由体素大小来定义的。即使体素大小为1微米，CT扫描仪的许多组件也会使图像模糊，您甚至可能无法看到5微米大小的特征。那么我们如何才能知道CT扫描仪的真实分辨率呢? 最好的方法是使用分辨率标样来测量它。分辨率标样是由高吸收线对和低吸收材料构成，例如硅和聚合物。一些分辨率标样是为3D扫描制定的，被称为分辨率幻影（resolution phantoms）。还有一些是用于2D投影的。下面是一个亚微米分辨率测试的例子。

以下是一些常见的分辨率标样：

QRM Micro-CT BarPattern (3D phantom标样，5 –150um)
QRM Micro-CT BarPattern Nano (3D phantom标样，1–10 um
JIMA RT RC-02B (2D 刻度标样， 0.1– 5 um)

什么是超高分辨率？

超分辨率是用于提高图像分辨率多个的技术的总称。对于X射线CT，该术语通常指的是使用深度学习提高分辨率的技术。(见Park等人的调查，Park et al., 2018, Phys. Med. Biol.16;63(14):145011或观看Dragonfly webinar on super-resolution)。该技术已被深入研究并用于医疗应用中，可作为一种减少辐射剂量而不影响图像质量的方法。相关材料应用已于近几年发表，(参见 application example for rock analysis application by Wang et al., 2019, J. Pet. Sci. Eng., 182, 106261)。

结论

所以结论是：更高的分辨率并不总是更好。重要的是要知道你需要的分辨率并找出实现它的最优方法，并理解实现个过程中可能会损失什么。另外，不要简单地将体素分辨率作为分辨率，也要考虑其他可能使图像模糊的因素。当有疑问时，最好是测量分辨率。通过我的介绍，我希望您已经准备好并准备回到实验室，调整扫描条件，以提高您的CT图像的质量。如果您有任何建议或问题，请告诉我们。我们的应用科学家团队可以帮助您如何优化测量条件，以满足您特定的成像需求。

您可以通过info@gloryleader.com向我们发送消息。

AyaTakase

Director of X-ray Imaging at Rigaku Americas Corporation. Aya holds a MA in physics from Tokyo University of Science and has been with Rigaku for 22 years. She started in the X-ray Diffraction Application Lab and transitioned to X-ray Imaging in 2017. Her goal: Help non-expert X-ray users achieve expert results with less time and effort. She has worked on many projects designing automated and user-friendly X-ray instruments and analysis software. She is very passionate about helping people learn more about X-rays and working with X-ray users to solve their specific problems.

注：本内容源自日本理学官网www.rigaku.com >Let's Talk X-ray Imaging Blog>How to Improve the Resolution of X-Ray CT Images