bl1.2

         BL1.2W: X-ray Imaging and X-ray Tomographic Microscopy (XTM) เป็นระบบลำเลียงแสงใหม่ที่ออกแบบขึ้น เพื่อรองรับการถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ของวัตถุตัวอย่างขนาดเล็ก ซึ่งระบบลำเลียงแสง BL 1.2W นี้จะอาศัยเทคนิคการถ่ายภาพวัตถุตัวอย่างผ่านกล้องจุลทรรศน์ด้วยรังสีเอกซ์ย่านพลังงานสูงจากแหล่งกำเนิดแสงซินโครตรอน (Synchrotron Radiation X-ray Tomographic Microscopy, SRXTM)  ชุดข้อมูลภาพที่บันทึกในระหว่างที่วัตถุตัวอย่างกำลังหมุน   เมื่อนำภาพที่บันทึกได้ในแต่ละมุมมาประมวลเข้าด้วยกันจะสามารถแสดงภาพสามมิติซึ่งเผยให้เห็นถึงโครงสร้างภายในของวัตถุตัวอย่างได้อย่างละเอียดถึง 0.001 - 0.005 มิลลิเมตร

          เทคนิค นี้จะช่วยให้ผู้วิจัยสามารถวิเคราะห์ได้โดยไม่ทำลายวัตถุตัวอย่าง จึงสามารถนำมาใช้ในงานวิจัยทางการแพทย์ ภาคอุตสาหกรรม และทางวิทยาศาสตร์ เช่น งานวิจัยทางโครงสร้างกระดูก งานพัฒนาวัสดุทดแทนกระดูก งานพัฒนาวัสดุสังเคราะทางอุตสาหกรรมอื่นๆ และงานศึกษาทางธรณีวิทยา เป็นต้น   ภาพรวมแสดงที่ตั้งของระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง ฺBL1.2W แสดงดังรูปที่ 1 

Beamline spec

 

รูปที่ 1  ภาพรวมแสดงตำแหน่งที่ตั้งระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลองในวงกักเก็บอิเลคตรอนและข้อมูลทางเทคนิคของ BL1.2W

 

โครงสร้างของระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง BL1.2W

          ระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง BL1.2W จะนำรังสีเอกซ์ในย่านพลังงานสูงจากแม่เหล็ก Multipole wiggler (MPW) ขนาด 2.4 Tesla มาใช้ถ่ายภาพด้วยระบบเลนส์ของกล้องจุลทรรศน์   ในการถ่ายภาพนั้นรังสีเอกซ์จากแม่เหล็ก MPW ซึ่งอยู่ในรูปของลำแสงขาวจะผ่านการปรับคุณลักษณะให้เหมาะสมกับการทดลองด้วย White-beam slits (WB slits) และกระจก Toroidal focusing mirror (FM) ตามลำดับ เพื่อให้ลำแสงมีขนาด 8 x 4 มิลลิเมตร ณ ตำแหน่งวัตถุตัวอย่างในสถานีทดลอง  รังสีเอ็กซ์ที่พลังงานต่ำกว่า 4 keV จะถูกกรองออกไปด้วย Beryllium window (Be window) ดังนั้นจึงเหลือเพียงรังสีเอกซ์ในย่านพลังงานสูงเท่านั้นที่จะผ่านเข้าสู่ส่วนของสถานีทดลองและสามารถนำไปใช้ในการถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ได้  นอกจากนี้ ที่ระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง BL1.2 ยังสามารถคัดกรองพลังงานของรังสีเอกซ์ได้เพิ่มเติม ด้วยอุปกรณ์ Attenuator ซึ่งประกอบขึ้นด้วยชุดของอะลูมิเนียมฟอยล์ (Aluminum foils) เพื่อความเหมาะสมกับวัตถุตัวอย่างที่บอบบางหรือทนความร้อนได้ต่ำ  ข้อมูลทางเทคนิคและโครงสร้างของระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง BL1.2W แสดงดังรูปที่ 1 และ 2

 

Beamline layout

รูปที่ 2 โครงสร้างของระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง BL 1.2W

 

 

สถานีทดลอง

 รูปที่ 3 ภาพถ่ายสถานีทดลอง ณ ปัจจุบัน

 

 

การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ด้วยเทคนิค SRXTM ที่ BL1.2W

เมื่อรังสีเอกซ์ผ่านวัตถุตัวอย่าง ความเข้มรังสีเอกซ์ที่เปลี่ยนไปอันเกิดจากความสามารถในการดูดกลืนพลังงาน (Attenuation coefficient, μ) ที่ต่างกันของโครงสร้างภายในของวัตถุตัวอย่างจะถูกรวบรวมและเปลี่ยนเป็นแสงที่มองเห็นได้ (visible light) ด้วย scintillator   จากนั้นระบบเลนส์ของกล้องจุลทรรศน์จะทำหน้าที่รวมแสงที่เกิดขึ้นแล้วส่งต่อไปยังกล้องดิจิตอล sCMOS ซึ่งสามารถบันทึกภาพในรูปของสัญญาณดิจิตอลได้ความละเอียดสูงถึง 5.5 ล้านพิกเซล   คอนทราสต์ของภาพเอกซเรย์ที่ได้จะขึ้นอยู่กับความสามารถในการดูดซับพลังงาน (Attenuation coefficient, μ) ที่ต่างกันของโครงสร้างภายในของวัตถุตัวอย่าง ซึ่งเป็นไปตามกฏของ Lambert Beer’s law ดังแสดงในสมการข้างล่าง   นอกจากนี้ ที่ระบบลำเลียงแสงและสถานีทดลอง BL1.2W ผู้ใช้บริการยังสามารถเลือกเลนส์วัตถุ 2X, 5X, หรือ 10X เพื่อเพิ่มกำลังขยายและความละเอียดของภาพได้  ในการถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์  ชุดข้อมูลภาพจะถูกบันทึกในระหว่างที่วัตถุตัวอย่างกำลังหมุนและประมวลออกมาในรูปของ Sinograms  ซึ่งเมื่อนำไปคำนวณด้วยวิธี Filtered back projection จะสามารถแสดงภาพส่วนตัดของวัตถุ  และเมื่อนำภาพส่วนตัดเหล่านี้มาประกอบกันจะแสดงภาพสามมิติของวัตถุตัวอย่างได้ ซึ่งเผยให้เห็นถึงโครงสร้างภายในของวัตถุตัวอย่างได้

Lambert Beer’s law


Lamberts law


 

CT procedure

รูปที่ 4 ขั้นตอนการสร้างภาพสามมิติจากภาพถ่ายเอกซเรย์คอมพิวเตอร์

 

temp 02 resized 8bit 200kb

อวัยวะภายในของแมลงปีกแข็ง (2 มม)

osteoporosis

ภาวะกระดูกพรุนในกระดูกมนุษย์

 

Bamboo toothpick

โครงสร้างไม้จิ้มฟัน

รูปที่ 5 ตัวอย่างภาพถ่ายเอกซเรย์และภาพถ่ายเอกซเรย์คอมพิวเตอร์สามมิติจากระบบลำเลียงแสง BL 1.2W

เผยให้เห็นถึงอวัยวะและโครงสร้างภายในที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า

 

รูปแบบการบันทึกภาพ

  • แบบ Absorption contrast (ภาพอันเกิดจากการดูดกลืนแสงที่เปลี่ยนไป)
  • แบบ Phase contrast (ภาพอันเกิดจาก Phase ที่เปลี่ยนไป) **อยู่ในระหว่างการพัฒนา

 

เทคนิคการถ่ายภาพเอกซเรย์ที่รองรับ  

  • X-ray imaging or X-ray radiography
  • X-ray tomographic microscopy (XTM) หรือ microtomography  (Micro-CT)
  • X-ray topography (XRT) **อาจมีการเปลี่ยนแปลง

 


 ติดต่อผู้ดูแลระบบลำเลียงแสง

  •  ดร.แคทลียา โรจน์วิริยะ  โทร. 1431  email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. 
  •  ดร.ภัคนนันท์ ภัควนิตย์   โทร. 1473  email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. 

kmslrikmslri2


11
bl1 1
bl1 2
bl1 3
bl2 2 2
bl3 2
bl4 1
b5 2 2
b5 3 3
b6
bl7 2
bl8


p1
p2
p3
p4
p5
p6
p7

 


stap
training

3g

Go to top