原位動態CT是時間分辨X射線成像最高級別的套用技術。該技術可以對樣品實現實時“動態”成像——也就是隨時間變化（可以稱之為實時“4D”）成像，研究人員可以了解隨時間的變化樣品內部的變化過程。
基本介紹
- 中文名：原位動態Micro CT
- 外文名：In Situ Dynamic Micro CT
定義,原理,歷史發展,原位動態CT與傳統4D成像比較,套用領域,
定義
Micro-CT利用X射線照射在進行360°勻速旋轉的樣品，獲取二維的投影圖像。通過對這些二維圖像進行大量的計算和重構，生成樣品的數字三維結構。Micro-CT和醫用CT的基本原理是相同的，但是Micro-CT能夠提供更高的解析度。Micro-CT分析方式對樣品是無損的——無需對樣品進行加工或切割，人們就能夠三維可視化的分析樣品的內部結構；還有一部分原因是，除了對“靜態”的樣品內部結構進行了解之外，原位動態CT是時間分辨X射線成像最高級別的套用技術。該技術可以對樣品實現“動態”成像——也就是隨時間變化（可以稱之為實時“4D”）成像，研究人員可以了解隨時間的變化樣品內部的變化過程。
原理
一般需要用到同步加速器才能實現，同時使用具有實時高時間解析度的microCT情況下才可以在實驗室里實現動態CT成像。
歷史發展
在時間分辨領域，Micro-CT成像技術一直在發展，經歷了靜態、延時成像、“4D”成像等。這些技術試圖對樣品在一段時間內的變化進行成像，時間範圍可以是數秒、數分鐘、數小時甚至數天或數周，一個從間斷的到連續的過程。通常“延時成像”可以看作是定格動畫，圖像有間斷，是不連續的，而“動態成像”是平滑的運動圖像。 “動態”CT是時間分辨X射線成像最高級別的套用，要求能夠追蹤樣品的變化，並需要不斷對其進行成像。
原位動態CT與傳統4D成像比較
大多數基於實驗室系統的4D研究僅使用間斷的“延時”方法進行，而速度更快、不間斷的動態CT一般需要用到同步加速器才能實現，同時使用具有實時高時間解析度的micro CT情況下才可以在實驗室里實現動態CT成像。動態CT的優勢在於能夠進行真實的、不間斷的原位實驗。
套用領域
動態CT有能力適應各種感興趣的時間範圍，從最快的時間解析度小於10秒的快速反應過程，一直到間斷的、延時的緩慢移動的過程——其實驗時間可能需要持續幾周或幾個月。
無論是在環境地質，工程地質，自然資源，石油工程還是地球動力學等子領域，都有許多利用動態CT的有趣案例。例如，岩石在壓縮載荷下的斷裂動力學，多孔岩石中的兩相和三相流，沉積物中的壓實以及礦化/溶解過程，也能夠可視化和分析不穩定多相流中的變化。在不使用動態CT的情況下，研究人員只能對處於平衡狀態的液體進行成像。換句話說，當不同的液體最初相互互動時，他們實際上只能看到互動的後果，而不會看這種互動的過程中到底發生了什麼。
2. 材料科學
在材料科學也存在許多套用中動態CT的套用需求。例如，結構材料（例如金屬、3D列印的零件或複合材料）的機械性能研究領域就是一個明顯的例子，當需要通過成像和分析研究載荷下的失效與裂紋、孔隙，以及其它缺陷的相關性。在此需要樣品在壓縮、彎曲或拉伸狀態下成像，並嘗試將變形事件與力-位移測量值相關聯。在破壞或變形的時候，可以使用Micro-CT或其它技術（例如SEM或電漿FIB-SEM）對感興趣位置進行深入研究，這樣能夠更精細地觀測微觀結構細節的變化。
