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ABOVE: Micro-CT imagem digitalizada da piranha Catoprion mento. Os segmentos tingidos de azul dentro do esqueleto são escamas de peixe comidas pela piranha (também mostradas ampliadas ao lado do peixe). Crédito: Universidade de Washington.

• O que é um scanner micro-CT?
• Como funciona um scanner micro-CT?
• O que significa um teste não destrutivo?
• Quais são as vantagens do scanner micro-CT?
• Qual é a diferença entre um scanner micro-CT e um scanner micro-CT?
• Qual é a diferença entre exames de micro-TC in vivo e ex vivo?
• O que é nanotomografia ou exame de nano-CT?
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O que é a digitalização micro-CT?

Micro-CT é uma técnica de imagem 3D que utiliza raios X para ver dentro de um objecto, fatia a fatia. O Micro-CT, também chamado microtomografia ou microtomografia computadorizada, é semelhante à tomografia computadorizada hospitalar ou “CAT”, mas em pequena escala com grande aumento de resolução. As amostras podem ser imitadas com tamanhos de pixel tão pequenos quanto 100 nanômetros e os objetos podem ser digitalizados com até 200 milímetros de diâmetro.

Os scanners de Micro-CT capturam uma série de imagens de raio X planar 2D e reconstróem os dados em cortes transversais 2D. Estas fatias podem ser posteriormente processadas em modelos 3D e até mesmo impressas como objetos físicos 3D para análise. Com sistemas de raios X 2D você pode ver através de um objeto, mas com a potência dos sistemas de micro CT 3D você pode ver dentro do objeto e revelar suas características internas. Ele fornece informações volumétricas sobre a microestrutura, não destrutivamente.

Como funciona um scanner micro-CT?

X-rays são gerados em uma fonte de raios-X, transmitidos através da amostra, e gravados pelo detector de raios-X como uma imagem de projeção 2D. A amostra é então rodada uma fração de um grau na fase de rotação, e outra imagem de projeção de raios-X é tirada. Esta etapa é repetida através de uma volta de 180 graus (ou às vezes 360 graus, dependendo do tipo de amostra). A série de imagens de projecção de raios X é então computada em imagens transversais através do processo computacional chamado “reconstrução”. Estas fatias podem ser analisadas, processadas posteriormente em modelos 3D, feitas em filmes, impressas em objetos físicos 3D, e mais.

LER MAIS sobre como um scanner micro-CT funciona.

O que significa teste não destrutivo?

Teste não destrutivo (END) significa que a amostra ou espécime a ser digitalizado não é alterada ou destruída durante os testes ou na preparação para os testes. Isso permite que a amostra seja preservada para registro histórico, testada novamente em data posterior, usada em outro teste ou colocada em produção final. Algumas outras técnicas requerem coloração, corte ou revestimento de amostras, o que pode afetar a estrutura da amostra, sua utilidade contínua, ou seu uso em estudos posteriores. Há várias técnicas que permitem que as amostras sejam imitadas em seus estados nativos, incluindo microscopia de luz, varredura a laser, fotografia visível e de outro espectro, e muito mais. Micro-CT é uma dessas técnicas onde a maioria das amostras estudadas são digitalizadas em estado inalterado.

Quais são as vantagens da digitalização micro-CT?

Micro-CT fornece informações de imagem 3D de alta resolução que não podem ser obtidas por qualquer outra tecnologia não destrutiva. Ele pode ser usado para estudar a estrutura interior tanto de material quanto de amostras biológicas sem ter que cortar as amostras, preservando as amostras ou amostras para estudos futuros. As informações quantitativas obtidas a partir da digitalização micro-CT só podem ser obtidas a partir de imagens 3D e os modelos digitais 3D criados a partir de fatias virtuais de micro-CT permitem aos cientistas medir quaisquer parâmetros para comparação em estudos anteriores e posteriores.

Estas características únicas da digitalização micro-CT permitem aos cientistas olhar para a morfologia de uma amostra e estudar características como: porosidade, espessura da estrutura / osso, fração de volume, análise de defeitos, densidade, tamanho das partículas, vazios, orientação das fibras, etc. Os pesquisadores usam micro-TC para estudar osso, dentes, tecidos/órgãos, materiais compostos, dispositivos médicos, baterias e muito mais.

LER MAIS sobre os diferentes tipos de micro-TC scanners.

Qual é a diferença entre a TC médica e os exames de micro-TC?

O exame de micro-TC é a imagem de raios X em 3D, usando o mesmo método dos exames de TC médica (ou “CAT”), mas o micro-TC está em uma escala muito menor com resolução muito maior. A tomografia computadorizada médica foi introduzida como uma ferramenta para imagens médicas nos anos 70; as tomografias computadorizadas (ou tomografia computadorizada) são limitadas a uma resolução de 1 milímetro, o que fornece detalhes suficientes para uso clínico. Para a ciência dos materiais e imagens de pequenos animais, foi necessária uma resolução muito maior, e a tomografia por microtomografia foi introduzida nos anos 80. Os micro-CT scanners podem funcionar ao nível de um mícron, que é um milésimo de milímetro, e menor.

Qual é a diferença entre o escaneamento in vivo e ex vivo de micro-CT?

Simplesmente colocado, in vivo (latim para dentro da vida) é o escaneamento de espécimes vivos e ex vivo (latim para fora da vida) tipicamente se refere a coisas que costumavam estar vivas ou amostras excisadas de algo que tinha estado vivo. Para micro-TC, in vivo refere-se tipicamente a sistemas que escaneam ratos e ratos e em alguns casos coelhos, enquanto sistemas ex vivo tipicamente lidam com o restante das aplicações.

Com instrumentos de micro-TC in vivo, uma vez que o animal permanece vivo, estudos longitudinais podem ser realizados para medir os efeitos da droga, dieta, hormonal e outros tratamentos sobre tumores; crescimento e qualidade óssea; massa corporal; e outras aplicações sobre o mesmo assunto. Isto pode reduzir o número de animais necessários para um estudo.

Instrumentos de micro-TC vivos normalmente lidam com as restantes aplicações, que incluem estudos de pontos finais de regiões específicas de um animal que são excisadas (pulmões, ossos, tumores, implantes, enxertos, etc.), estudos de biomateriais, implantes em grandes animais, estudos de materiais, estudos de compressão, e muito mais. Os instrumentos de micro-TC ex vivo permitem maior resolução espacial, maior tempo de varredura (já que a dose para a amostra não é preocupante), melhor sinal para as relações de ruído e, portanto, melhores imagens. Sistemas ex vivo têm sido tipicamente utilizados para a maioria das aplicações fora de um animal vivo.

READ MORE about the differences between in vivo and ex vivo micro-CT scanning.

What is nanotomography or nano-CT scanning?

Nanotomography (nano-CT) is similar to micro-CT and medical CT scanning but at resolutions in nanomometers instead than microns or mm. A nano-CT utiliza uma fonte de raios X de nano-foco para capturar imagens 2D durante uma rotação de 180 ou 360 graus de uma amostra. O software avançado é então utilizado para transformar essas imagens em cortes transversais 2D ou fatias através da amostra. Essas seções transversais dão a um pesquisador a chance de olhar dentro da amostra sem ter que cortá-la aberta. Quanto menor o ponto focal da fonte, maior é a resolução que pode ser alcançada na varredura da amostra. O nano-CT é crítico para olhar para detalhes finos que seriam destruídos quando a amostra fosse cortada aberta.

READ MORE about multiscale X-ray nano-CT non-destructive, high resolution microtomography.