Рентгеновская компьютерная томография

Рентгеновская компьютерная томография (КТ) позволяет без разрушения визуализировать внутренние детали объектов в трёх измерениях. В этом введении (Primer) мы излагаем основные принципы КТ и описываем способы получения КТ-скана с использованием рентгеновских трубок и синхротронных источников, включая различные режимы контрастирования, которые можно применять. Мы объясняем процесс вычислительной реконструкции трёхмерных (3D) изображений из двумерных (2D) рентгенограмм и методы сегментации 3D-изображений для последующей визуализации и количественного анализа. В то время как КТ широко используется в медицине и тяжёлой промышленности при относительно низких разрешениях, в данной работе мы сосредоточены на применении высокоразрешающей рентгеновской КТ в науке и технике. Рассматриваются применения КТ для исследования объектов в областях материаловедения, метрологии и производства, инженерии, пищевой промышленности, биологии, геологии и палеонтологии. Мы анализируем, как с помощью КТ можно отслеживать структурную эволюцию материалов в трёх измерениях в реальном времени или в режиме покадровой съёмки, например для наблюдения за производством материалов или эксплуатационным поведением и разрушением изготовленных компонентов. Наконец, рассматривается риск радиационного повреждения и распространённые источники артефактов изображения, обсуждаются вопросы воспроизводимости и перспективы будущих улучшений и возможностей. Этот Primer по рентгеновской компьютерной томографии исследует различные экспериментальные конфигурации для трёхмерного сбора данных, а также основы трёхмерной реконструкции данных, сегментации и анализа с примерами из физических и биологических наук.