脉冲式树木断层成像仪

给树木做个&ldquo 心电图&rdquo 　　树木好不好 做个&ldquo 心电图&rdquo 就知道 浙农林大研发的仪器获全国一等奖 　　人的心脏有问题怎么办?我们可以通过做心电图检测，了解相关的情况，从而实施治疗。如果大树或者已经成为古建筑重要组成部分的木材里面，长了虫子、开裂或者其他缺陷，有没有简单办法检查呢? 　　为解决这一难题，浙江农林大学王丽霞等8位同学，在冯海林、李光辉等老师的指导下，历经多年成功开发出木材应力波断层成像仪，可以像给人做心电图一样，在不破坏木材的前提下了解木材内部状况。 　　近日，&ldquo 木材应力波断层成像仪&rdquo 在第十三届&ldquo 挑战杯&rdquo 交通银行全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛中，荣获&ldquo 挑战杯&rdquo 二等奖和&ldquo 交叉创新奖&rdquo 一等奖。 　　不用砍树就知道树木好坏 　　一棵生长的大树，树干里有没有空，有经验的师傅用手敲敲听听声音，或许能够鉴别出来。但还是会存在失策的情况。就像林场砍树下来做材料，就时常碰到砍下来的树空洞无用，白砍了。 　　负责研发木材应力波断层成像仪的李光辉教授介绍说，该仪器主要利用脉冲锤撞击树木，使其内部产生应力波的传播，在此期间，与脉冲锤联结在一起的木材应力波断层成像仪中，会自动利用传感器输出信号，经过模拟电路处理后输出至数字处理电路，然后数字处理电路对前级输出的信号进行处理，得到应力波传播时间的波形图，并通过木材应力波断层成像仪的显示器显示。使用者可以通过测量应力波的传播时间和传播速度的变化，并计算木材弹性模量等参数，通过比正常的同类树种相关数据，来判断木材内部有无缺陷。 　　&ldquo 用我们的仪器，砍树前测一测就知道了。&rdquo 浙江农林大学信息工程学院学生王丽霞说，只需要在树上钉一些钉子支撑传感器，就可能通过敲击后产生的应力波，洞悉树木里的情况。&ldquo 根据传感器传回来的速度，电脑上能够显示图像。传回来的速度越慢，电脑上显示红色、黄色的可能性就越大，因为这两种颜色是代表树木都有问题，其中红色表示问题最严重，如果显示绿色就表明树木内部是好的。&rdquo 　　一代仪器曾在故宫使用过 　　&ldquo 我们的仪器，不仅可以用在还在生长的树木身上，还能够用在古建筑的木材检测中。两三年前的一代仪器，还在北京故宫检测过立柱，帮助管理单位发现问题，提前保养。&rdquo 说起自己参与研发的仪器，王丽霞一脸自豪。 　　这份自豪不是没有理由的。&ldquo 在此之前，木材研究领域虽然也有红外线检测法、超声波检测法、核磁共振检测法等，但是因为设备昂贵、复杂而难以推广，我们开发的产品最大特点是既不破坏材料的原有特性，又能在短时间内连续获得检测结果。此外，我们的仪器还有在传感器与被测木材之间不需任何的耦合剂 使用方便，不受木材尺寸和形状的影响 不对人体造成危害等优点，和国内外同类产品相比成本低得多。&rdquo 　　新一代的木材应力波断层成像仪，技术上面已经与国际接轨了，都是采用二维显像，能让人一眼看到木材内部的图像。但是，价格却是国外产品的零头。&ldquo 德国产的仪器售价20多万，匈牙利的仪器售价达到30万，我们的价格才3万左右，功效都差不多。&rdquo 现在，省林业厅已经使用浙农林大学研发的木材应力波断层成像仪。

记者12月10日从武汉光电国家实验室(筹)获悉，华中科技大学教授谢庆国带领科研团队，成功研发出世界首台数字化正电子发射断层成像仪(PET)。利用该数字PET追踪到的肿瘤，仅为目前商用PET能够发现的最小肿瘤的二十分之一，有助于更早、更灵敏地发现肿瘤、诊断癌症。 　　谢庆国介绍说，首台数字PET已完成了13例肺癌、肝癌、卵巢癌等癌症鼠，16例阿尔茨海默病鼠，30例正常鼠模型的研究。这些研究对仪器性能进行了全面验证，特别是证实了在空间分辨率上的重大突破。 　　2001年以来，谢庆国带领的医、工、理等13个学科交叉融合的团队，发明了一种“多电压阈值采样方法”，成功获得了足够信息的采集，准确得到了待测量的“信号”，实现了精确的图像重建，进而通过学、研、产的协同创新，完成了从数字PET理论发现，到关键探测器工业化生产，到商业机装配与动物成像试验的整个研发过程。 　　中国核学会核医学分会理事长、华中科技大学附属协和医院PET中心教授张永学称，分辨率上任何一点进步，在医学上都是革命性突破，对患者都意味着生命的延长，对医生意味着治疗的最佳时机与精准度 数字PET能使PET系统性能提升到一个新境界，可以更早检测和更准确诊断出疾病。 　　美国芝加哥大学终身教授、PET成像领域知名专家高建民博士认为，谢庆国开创了数字PET的先河，其中最迫切的是将技术转化为产业优势，实现中国尖端医学成像设备的产业升级和跨越式大发展。

近日，中国科学院物理研究所微米X射线三维断层成像仪采购项目发布中标公告，卡尔蔡司以475.6万元中标。一、项目编号：TC220805G（招标文件编号：TC220805G）二、项目名称：中国科学院物理研究所微米X射线三维断层成像仪采购项目三、中标（成交）信息供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 卡尔蔡司（上海）管理有限公司 微米X射线三维断层成像仪（X射线显微镜） Zeiss Xradia 515 Versa X射线显微镜 1 4756000 四、招标技术规格1.1 设备用途：设备可对对各类锂电池材料（软包电池，电池极片）、金属材料、油气地质及半导体样品(失效分析)进行高分辨无损三维成像及组织表征。设备采用闭管透射式X射线源、独特的二级放大架构、独有的衬度技术、配合机器的三维数据采集、控制、重构及可视化软件以三维立体图像及二维虚拟切片的形式，清晰、准确、直观地展示各类样品内部的亚微米级及以上的组织形貌（包括样品内部组织结构、内部孔隙、微裂纹等均可清晰展示）。1.2 工作条件：（1）电源：单相 220V（±5%）、50Hz、15A（2）温度：10～25℃, 温度波动＜2℃（3）环境湿度：≤70%，无凝结*2.1 分辨率2.1.1 最高空间分辨率：最高三维空间分辨率≤700nm，需提供标样的测试结果，否则视为不响应；2.1.2 最小可实现的体素（Voxel Size）≤300 nm，需提实际样品的测试切片照片，否则视为不响应；2.1.3 能够满足大样品高分辨得测试需求，须具备对锂电池材料中的软包电池实际样品局部进行高分辨率扫描成像，针对≥5cm 宽的软包电池样品的中心位置，可实现≤ 1μm 的体素分辨率的扫描成像能力，以满足采购人单位的科研需求。2.2 三维组织表征及重构2.2.1 无损伤地对样品进行三维组织表征，可获得样品的三维组织形貌及不同角度、不同位置的虚拟二维切片组织形貌信息。不需制样或只需简单制备，不需真空观察环境，不会引入人为缺陷；#2.2.2 能够自动对样品多个(20)不同区域进行 3 维成像扫描和重构；#2.2.3 具有吸收衬度和可调节相位传播衬度两种衬度模式，可以对包括高原子序数和低原子序数在内的各种材料都能获得高衬度图像。能够清楚区分样品内的不同组织；2.2.4 支持纵向拼接技术，通过纵向拼接扫描结果获得更高视野的数据；具有支持宽视场模式的物镜探测器，具备更宽的视野；*2.2.5 2000 张投影，重构 1k × 1k × 1k 图像的时间少于 5 分钟；2.2.6 支持 180°+Fan 扫描模式，从而实现快速扫描成像。2.3 光源与滤色片及支架*2.3.1 高功率微焦点 X 射线源：采用密封式透射 X射线源，功率≥10W，机器可以不间断连续扫描样品时间达 1 周以上（即 7 x 24 小时）。在用户日常使用过程中无需更换光源灯丝。最大电压≥155kV，最低电压≤30kV，连续可调；2.3.2 配备滤色片转换支架，包含不低于 10 个适用于不同能量段扫描的滤片。2.4 探测器*2.4.1 探测器规格为高对比度平板探测器或更高级的探测器系统，可实现二维有效探测面积≥200mm×200mm，需提供测试方案和样品测试结果，否则视为不响应。像素数量≥2000（长）×2000（宽）；2.4.2 具备大视场≤0.4X 光学放大模式，能够实现大视野宽场模式；2.4.3 探测器可移动范围不小于 290mm。2.5 样品台及样品室#2.5.1 全电脑软件控制高精度 4 轴数控可编程马达样品台，具备超高的样品移动精度；#2.5.2 样品台 X 轴运动范围 50mm；Y 轴运动范围 100mm；Z 轴运动范围 50mm；2.5.3 样品台旋转运动范围：360 度旋转；*2.5.4 样品台最大承重≥10kg（X 射线能穿透的情况下）；*2.5.5 样品台可承受样品尺寸≥100 cm2；*2.5.6 为了防止 X 射线辐射泄漏、保护仪器操作人员，设备须采用全封闭式铅房设计，样品室内配备可见光相机，确保操作人员无需通过观察玻璃窗即可监控和操作样品；*2.5.7 系统具备样品自动防撞装置，系统通过快速获取样品轮廓信息，设定硬件工作极限位置，防止因为操作不当样品和探测器、源相撞，避免损坏硬件和样品。2.6 仪器控制与数据采集、重构、可视化及分析系统*2.6.1 具备三维数据采集及控制软件，可编程软件系统，支持三维重构，具备快速抓拍功能；2.6.2 全数字化仪器控制，计算机控制工作站；2.6.3 支持原始数据查看，图像标准特征显示（如亮度、对比度、放大等）、注释、测量等；2.6.4 可以进行基本图像测量，如图像计算、滤镜等；#2.6.5 具备快速三维数据重构软件，软件界面友好，采用先进的解析算法以保证重构时间快；2.6.6 具备三维数据可视化软件，展示三维重构结果，包括虚拟断层，着色、渲染、透视等，并实现基本分析功能和注释；#2.7 数据处理工作站不低于以下配置Microsoft Windows10 Pro 操作系统Dual Eight Core CPUCUDA-enabled 3D GPU12 TB（4×3 TB）硬盘容量，RAID-532GB 内存可刻录式光驱24寸液晶显示器。2.8 样品座及标样2.8.1 对中和分辨率测试标样；2.8.2 针钳式样品座；2.8.3 夹钳式样品座；2.8.4 夹持式样品座；2.8.5 高铝基座样品座；2.8.6 高精度针钳式样品座。2.9 其他硬件2.9.1 人体工学操作台；2.9.2 四门式防辐射安全屏蔽罩，配备辐射安全连锁装置和“X-ray on”指示器；2.9.3 大移动范围、高精度花岗岩工作台。2.10 可扩展功能与双束系统、场发射电镜的数据相互关联，可将 CT 所获得的数据文件格式如 CZI, RAW，TIFF，VTK，DICOM 等格式的二维图像和 TXM 3D X-ray volumes 体量数据，导入到电镜或者双束系统的软件中，实现亚微米级到纳米级的数据关联以及数据处理。