布魯克BRUKER 納米級三維 X 射線顯微鏡

SKYSCAN 2214 CMOS

SKYSCAN 2214（CMOS）是一款多量 X射線納米級斷層掃描系統(tǒng)。16 Mp的大尺寸sCMOS探測器，提供出色的分辨率，并拓展了巨大的3D視場?？焖偾袚Q燈絲，可實現(xiàn)160 keV高穿透力的鎢燈絲和能實現(xiàn)出色分辨率的六硼化鑭燈絲的切換；<500 nm的真正三維空間分辨率，能在生成的3D模型中解析出兩個特征。

這款布魯克BRUKER 納米級三維 X 射線顯微鏡能用一臺儀器涵蓋廣泛的物體尺寸和空間分辨率。它為地質(zhì)材料的三維成像和精確建模開創(chuàng)了新的可能，適合石油和天然氣勘探、復合材料、鋰電池、燃料電池、電子組件，以及肺部成像或腫瘤血管化等體外的臨床前應用。對于直徑達到300mm以上的大型物體，該儀器可對它們內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)進行掃描和三維無損重建；對于小尺寸的樣品，該儀器可達到亞微米級的分辨率。

SKYSCAN 2214 擁有 3D.SUITE 配套軟件。這個綜合性的軟件包涵蓋 GPU 加速重建、2D/ 3D 形態(tài)分析，以及表面和體渲染可視化。

SKYSCAN 2214 – 光源

SKYSCAN 2214 采用新一代的開放型 X 光源。該光源可達到優(yōu)于 500 nm 的實際空間分辨率，高達 160 keV 的 X 光能量，以及高達 16 W 的功率。因為擁有簡單的預先配準的燈絲更換程序，光源幾乎不需要維護。

SKYSCAN 2214 擁有帶金剛石窗口的開放型（泵式）納米焦點 X 光源。它能產(chǎn)生峰能量從 20 kV 到 160 keV 不等的X光束，并提供有兩種類型的陰極。鎢（W）陰極適用于達到 160 kV 的完整加速電壓范圍，光斑尺寸達到 800 nm。六硼化鑭（LaB6）陰極適用于從 20 kV 到 100 kV 的加速電壓，X 光束的光斑尺寸可以小于 500 nm，從而確保在成像和三維重建中達到出色的分辨率。JIMA分辨率測試卡顯示，它能輕松解析出 500 nm 的結(jié)構(gòu)。

為了確保焦斑尺寸和發(fā)射源的位置能夠長期保持穩(wěn)定，X 光源還能配備水冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有一個循環(huán)裝置，能精準地控制冷卻液體的溫度以維持溫度的穩(wěn)定。

SKYSCAN 2214 – 探測器

為了實現(xiàn)出色的靈活性，SKYSCAN 2214 可以配備四臺 X 射線探測器：三臺擁有不同分辨率和視場的 CMOS 相機，以及一個大尺寸的平板探測器。所有相機都可通過單擊鼠標來選擇。不同的 CMOS 相機可在系統(tǒng)生命周期內(nèi)的任何時間進行改裝。

三個 CMOS 相機都能在光束中心位置和兩個偏移位置拍攝圖像，從而使得視場范圍擴大一倍。通過偏移補償和強度差異矯正，在兩個偏移位置拍攝的圖片可被自動地拼接到一起。

使用小像素 CMOS 探測器時，對大尺寸的物體也能進行高分辨率的成像和 3D 重建。內(nèi)置探測器的靈活性使其可以按照物體尺寸與密度調(diào)整視場和空間分辨率。通過優(yōu)良的大樣品局部重建，它能以高分辨率掃描一個大尺寸物體的特定組成部分，并獲得同樣優(yōu)質(zhì)的圖像。

此外，通過利用探測器的偏移和物體的垂直移動，還可從水平和垂直方向上擴大視場。

SKYSCAN 2214 – 樣品室

SKYSCAN 2214擁有高度精準的樣品臺，支持直徑達到300 mm和重量達到20 kg的物體。空氣懸浮式旋轉(zhuǎn)馬達能以非常高的準確度精準地旋轉(zhuǎn)物體位置，集成的精密定位平臺能保證樣品對準。

一個很大的且使用方便的樣品室，方便掃描大型物體和安裝可選的試驗臺。它有足夠的空間可供容納外圍設(shè)備。

SKYSCAN 2214 – 原位試驗臺

布魯克的材料試驗臺可以進行4400 N的壓縮試驗和440 N的拉伸試驗。所有試驗臺都能通過系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)臺自動聯(lián)系到一起，而無需任何外接線纜。通過使用所提供的軟件，可以設(shè)置預定掃描試驗。

布魯克的加熱臺和冷卻臺可以達到+80oC或低于環(huán)境溫度低30oC的溫度。和其它的試驗臺一樣，加熱和冷卻臺也不需要任何額外的連接，系統(tǒng)可以自動地識別不同的試驗臺。通過使用加熱臺和冷卻臺，可在非環(huán)境條件下檢測樣品，從而評估溫度對樣品微觀結(jié)構(gòu)的影響。

SKYSCAN 2214與DEBEN試驗臺兼容。借助自帶的適配器，DEBEN試驗臺可以很容易地被安裝到SKYSCAN 2214的旋轉(zhuǎn)臺上。

SKYSCAN 2214 – 位置、掃描、重建和分析

布魯克 XRM 解決方案包括收集和分析數(shù)據(jù)所需的所有軟件。直觀的圖形用戶界面，用戶引導參數(shù)優(yōu)化支持專家和新手用戶。通過使用新型 GPU 供電算法，重建時間大大縮短。CTVOX、CTAN 和 CTVOL 組合成強大的軟件套件，用于模型的定性和定量分析。

·測量軟件：

SKYSCAN 2214 – 儀器控制、測量規(guī)劃和收集

·重建軟件：

NRECON – 將 2D 投影圖像轉(zhuǎn)換為 3D 體積

·分析軟件：

DATAVIEWER - 對 3D 卷和 2D/3D 圖像登記的按片檢查

CTVOX - 通過音量渲染實現(xiàn)逼真可視化

CTAN - 2D/3D 圖像分析與處理

CTVOL - 要導出用于 CAD 或 3D 打印的表面模型可視化

SKYSCAN 2214應用方向

-      礦物化組織

SKYSCAN 2214 可提供納米CT成像性能，配備CMOS四臺相機，一臺大尺寸600萬像素cMOS平板，用于高電壓和大型骨骼或牙科樣品的成像；三臺小幅面相機，用于為每一個骨樣品掃描提供分辨率和X射線能量窗口。

亞微米級體素掃描可提供晶瑩剔透的骨細胞裂隙和微觀尺度的礦化結(jié)構(gòu)，以及納米級分辨率的生物材料支架結(jié)構(gòu)。

相位檢索（Paganin）提供了一個新的維度來分析迄今為止鮮有研究的骨微礦化模式。

使用羊、靈長類動物或類似模型進行骨科研究，可使用14 cm掃描視野和160kV X射線源。通過機械測試和溫度控制階段實現(xiàn)您的骨科和生物力學研究目標。

形態(tài)測量具有全面的3D和2D參數(shù)，密度測量包括臨床前尺寸范圍內(nèi)的BMD校準參考。優(yōu)良的三維圖像分析功能包括三維注冊、自適應閾值、歐拉連通性、分形、各向異性和立體、濾波、布爾邏輯運算符等。

-      軟組織

支持生物組織的體外納米CT掃描，其像素大小為亞微米，就像組織學或電子顯微鏡一樣，但卻是真正的、深層的3D——這是一種無損顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)的奇妙方法。對比劑或化學干燥可以通過進一步增強或區(qū)分組織密度來提高圖像質(zhì)量。SKYSCAN 2214在新的成像學科——顯微CT（micro-CT）組織學和組織形態(tài)測量學——的出現(xiàn)中發(fā)揮著主導作用。該系統(tǒng)的多功能性確保了每個樣本都能以優(yōu)化的參數(shù)、出色的分辨率和對比度進行掃描。

設(shè)備配置四臺CMOS相機，一臺600萬像素的大型平板相機，可用于高電壓和大型組織樣本的成像；三臺小幅面相機，為樣本掃描提供分辨率和X射線能量窗口。全面的三維圖像分析能力，包括形態(tài)測量和密度測量、三維配準、分割和圖像處理方法。

-      植物和動物

micro-CT對于內(nèi)部生物結(jié)構(gòu)的細微處的可視化效果更好。這種成像方法可以創(chuàng)建一個納米級的3D X射線衰減圖，而不會傷害或破壞掃描對象。幾乎所有的生物組織都可以被可視化和分析，很少或不需要特殊的樣品處理。亞微米級的體素分辨率可以對小型昆蟲和植物或種子結(jié)構(gòu)進行成像，具有強大的放大能力和豐富的細節(jié)。

掃描室的空間和旋轉(zhuǎn)臺的精確性確保了所有類型的樣品都可以掃描，從小型斑馬魚和保存的動物學和植物學樣品到盆栽和巖石埋藏的化石。

可配置四臺CMOS相機，其中600萬像素的大型平板相機可用于高電壓和大型樣品的成像；三臺小幅面相機，為生物樣品掃描提供分辨率和X射線能量窗口。軟件套件可以用全面的3D和2D參數(shù)進行形態(tài)測量，優(yōu)良的三維圖像分析功能包括三維注冊、自適應閾值、歐拉連通性、分形、各向異性和立體、濾波、布爾邏輯運算符等。