微聚焦系统的成像不清晰，难道不是它实际应用效果的真正限制吗？尤其是在450 kV的情况下？

“我们走着瞧吧。”（W. 伦琴，1896年）

2021年春季，期待已久的450 kVMesoFocus 电子管终于运抵Yxlon，图像中的模糊——或者说“雾气”——随之消失。配备了可靠的450 kVMesoFocus 电子管的计算机断层扫描（CT）系统，如今可实现高达35 µm的分辨率，其细节表现水平此前仅见于微聚焦系统，而该类系统通常采用的能量要低得多。

在本篇博客中，我们将首先向您介绍这些非常令人信服的实验室测试结果，并为您展示封闭式 450 kV 电源在未来可能带来的应用前景。

MesoFocus

在X射线技术中，“Meso”（希腊语前缀，意为“中间”）用于描述焦斑尺寸介于迷你焦斑和微焦斑之间的辐射源。MesoFocus 系列辐射源的焦斑尺寸小至50 µm，可满足此前仅能使用微焦斑管的应用需求。

Comet X-Ray公司的MesoFocus 技术在2021年备受瞩目。其225 kV型号能够非常可靠地支持大量对高分辨率和高稳定性有要求的应用，以及免维护的近线 和在线无损检测（NDT）。

MesoFocus X射线管集以下特点于一身：

• 高分辨率，一针见血 
• 操作简单，只需设置“开/关”参数，别无其他 
• 快速战备状态 
• 极高的可靠性和可用性 
• 几乎无需维护

225千伏的段落已经结束了吗？

对于重金属或密度较高、壁厚较大的物体，必须切换到更高的千伏（kV）等级（320、450 或 600 kV）。对于封闭式射线管，目前尚无既能实现高分辨率，又兼具可靠性、操作简便且维护工作量小的解决方案。[1]

多年来，包括航空航天和增材制造在内的许多行业，从实验室到生产制造，一直需要一种适用于DR和CT应用的高分辨率、可靠的450 kV解决方案。除了高分辨率和细节可辨识性外，还始终存在其他要求，例如快速就绪、高压稳定性、免维护、易于使用，以及无需具备特殊的X射线管专业知识即可操作。

凭借450 kV的MesoFocus ，这一解决方案不仅已初现端倪或近在咫尺，而且已在我们的实验室投入使用。与225 kV的MesoFocus 一样，Yxlon也是我们评估这款新型450 kV电子管的首选合作伙伴，旨在详细评估其在数字放射摄影（DR）和计算机断层扫描（CT）中的X射线源性能，并将其与其他解决方案进行对比。 与225 kV型号不同，目前的450 kVMesoFocus 目前提供5个焦斑（而非3个，且均为1W/µm）：450、350、250、100和60 µm（或W）。

第一个示例

一台450 kV的HP11微焦斑X射线源，其焦斑直径约为400 µm。像素尺寸在150 µm左右的大型探测器，在分辨率、效率和数据量之间实现了良好的平衡，可提供约100–120 µm或4.5–5 lp/mm的空间分辨率。 为了在CT系统中实现这一分辨率，通常选择约2倍的放大倍率。因此，由重金属制成或被重金属包围的小型物体，在成像时仅能呈现少量细节。

与其选择一个特殊的应用场景，我们更希望首先选用一个结构精细且易于辨认的物体，以此展示即使在450 kV下，分辨率从现在到未来会发生怎样的变化。

精湛的瑞士机械工艺，却视野受阻

为了体现瑞士的技术创新，我们在第一个示例中选择了一款瑞士精密机械腕表。表壳和表链均由14K（585）黄金制成，这使得CT检测要求更高，因此对于这种多材料CT而言，450 kV是一个不错的选择。

截至今天，即使选择450-HP11的微小焦斑，也只能看到部分结构较粗糙的手表机械结构。由于细节不足，很难甚至无法辨认其机械功能、相互作用或各个元件之间的连接关系。

图2：表背打开的手表

打开手表后，可以清晰地观察到手表的机械结构，其分辨率远高于图3中所示的微聚焦CT所能达到的水平。手表的表壳和机械结构由多种材料混合制成。

这款腕表是一个很好的例子，可以说明使用微型聚焦管的CT扫描无法达到我们肉眼所习惯的分辨率。例如，叶片弹簧几乎只能被识别为一个圆环，而且在此处以及其他层面上，齿轮都相互重叠了（图3——左侧）。

如今，在450 kV量级范围内，这种情况正在发生变化。凭借60 µm的焦斑，使用封闭式X射线管对这类机械结构或微小的金焊缝气孔进行CT扫描已不再是天方夜谭（图4——右侧）。

在此示例中，模糊现象已显著减少，使得材料表面清晰可见。仅举几例：微型螺钉的螺纹与板簧一样清晰可见。CT图像中更高的锐度还降低了细节被重建到其他层中并产生干扰性重影伪影的可能性。

[1] 在450 kV等较高电压等级下，该探测器可在二维范围内提供更高的分辨率。在此情况下，可满足优于100 µm（D10双绞线IQI）的要求。

在下一篇博客中，我们将考察同一扫描图像中金焊点的孔隙率，并观察细节识别能力 值如何随焦斑选择的变化而变化。

在本系列的后续内容中，我们将通过一个增材制造的实例进行说明，该实例涉及一个厚度为100毫米的盘状铜制工件，并具备分析内部粗糙度的能力。