Although discovered more than 100 years ago, X-ray source technology has evolved rather slowly. The recent invention of the carbon nanotube (CNT) X-ray source technology holds great promise to revolutionize the field of biomedical X-ray imaging. CNT X-ray sources have been successfully adapted to several biomedical imaging applications including dynamic micro-CT of small animals and stationary breast tomosynthesis of breast cancers. Yet their more important biomedical imaging applications still lie ahead in the future, with the development of stationary multi-source CT as a noteworthy example.
References
[1]
A.
Fouras
, M. J.
Kitchen
, S.
Dubsky
, R. A.
Lewis
, S. B.
Hooper
, and K.
Hourigan
, J. Appl. Phys.
105
, 102009
(2009
).[2]
Global Market Insights
, Medical X-ray Market Size
, Selbyville, Delaware
: Global Market Insights
, (2017
).[3]
W. C.
Röentgen
, Nature
53
, 274
(1896
).[4]
[5]
J.
Zhang
, Y.
Cheng
, Y. Z.
Lee
, B.
Gao
, Q.
Qiu
, W. L.
Lin
, D.
Lalush
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Rev. Sci. Instrum.
76
, 094301
(2005
).[6]
Z. J.
Liu
, G.
Yang
, Y. Z.
Lee
, D.
Bordelon
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Appl. Phys. Lett.
89
, 103111
(2006
).[7]
W. P.
Dyke
and J. K.
Trolan
, Phys. Rev.
89
, 799
(1953
).[8]
[9]
C. A.
Spindt
, C. E.
Holland
, I.
Brodie
, J. B.
Mooney
, and E. R.
Westerberg
, IEEE Trans. Electron Devices
36
, 225
(1989
).[10]
R. J.
Parmee
, C. M.
Collins
, W. I.
Milne
, and M. T.
Cole
, Nano Converg.
2
, 1
(2015
).[11]
[12]
O.
Zhou
, H.
Shimoda
, B.
Gao
, S.
Oh
, L.
Fleming
, and G. Z.
Yue
, Acc. Chem. Res.
35
, 1045
(2002
).[13]
X.
Calderón-Colón
, H. Z.
Geng
, B.
Gao
, L.
An
, G. H.
Cao
, and O.
Zhou
, Nanotechnology
20
, 325707
(2009
).[14]
J.
Zhang
, G.
Yang
, Y.
Cheng
, B.
Gao
, Q.
Qiu
, Y. Z.
Lee
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Appl. Phys. Lett.
86
, 184104
(2005
).[15]
J.
Zhang
, G.
Yang
, Y. Z.
Lee
, S.
Chang
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Appl. Phys. Lett.
89
, 064106
(2006
).[16]
G. Z.
Yue
, Q.
Qiu
, B.
Gao
, Y.
Cheng
, J.
Zhang
, H.
Shimoda
, S.
Chang
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Appl. Phys. Lett.
81
, 355
(2002
).[17]
Y.
Cheng
, J.
Zhang
, Y. Z.
Lee
, B.
Gao
, S.
Dike
, W.
Lin
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Rev. Sci. Instrum.
75
, 3264
(2004
).[18]
G.
Yang
, R.
Rajaram
, G. H.
Cao
, S.
Sultana
, Z. J.
Liu
, D.
Lalush
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Proceedings of SPIE Volume 6913, Medical Imaging 2008: Physics of Medical Imaging
, San Diego, California, USA
: SPIE
, 6913
, 69131A
(2008
).[19]
G. C.
Kagadis
, G.
Loudos
, K.
Katsanos
, S. G.
Langer
, and G. C.
Nikiforidis
, Med. Phys.
37
, 6421
(2010
).[20]
C. T.
Badea
, M.
Drangova
, D. W.
Holdsworth
, and G. A.
Johnson
, Phys. Med. Biol.
53
, R319
(2008
).[21]
B. M. W.
Tsui
and D. L.
Kraitchman
, J. Nucl. Med.
50
, 667
(2009
).[22]
R.
Weissleder
, Nat. Rev. Cancer
2
, 11
(2002
).[23]
N.
Beckmann
, R.
Kneuer
, H. U.
Gremlich
, H.
Karmouty-Quintana
, F. X.
Ble
, and M.
Müller
, NMR Biomed.
20
, 154
(2007
).[24]
S. J.
Schambach
, S.
Bag
, L.
Schilling
, C.
Groden
, and M. A.
Brockmann
, Methods
50
, 2
(2010
).[25]
M.
Drangova
, N. L.
Ford
, S. A.
Detombe
, A. R.
Wheatley
, and D. W.
Holdsworth
, Invest. Radiol.
42
, 85
(2007
).[26]
C. T.
Badea
, M.
Drangova
, D. W.
Holdsworth
, and G. A.
Johnson
, Phys. Med. Biol.
53
, R319
(2008
).[27]
C. T.
Badea
, B.
Fubara
, L. W.
Hedlund
, and G. A.
Johnson
, Mol. Imaging
4
, 110
(2005
).[28]
G. H.
Cao
, Y. Z.
Lee
, R.
Peng
, Z. J.
Liu
, R.
Rajaram
, X.
Calderon-Colon
, L.
An
, P.
Wang
, T.
Phan
, S.
Sultana
, D. S.
Lalush
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Phys. Med. Biol.
54
, 2323
(2009
).[29]
G. H.
Cao
, L. M.
Burk
, Y. Z.
Lee
, X.
Calderon-Colon
, S.
Sultana
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Med. Phys.
37
, 5306
(2010
).[30]
H.
Gong
, R.
Liu
, H. Y.
Yu
, J. P.
Lu
, O.
Zhou
, L. J.
Kan
, J. Q.
He
, and G. H.
Cao
, J. X-ray Sci. Technol.
24
, 549
(2016
).[31]
H.
Gong
, J. P.
Lu
, O.
Zhou
, and G. H.
Cao
, Proceedings of SPIE Volume 9412, Medical Imaging 2015: Physics of Medical Imaging
, Orlando, Florida, USA
: SPIE
, 9412
, 9412N
(2015
).[32]
Y. Z.
Lee
, L. M.
Burk
, K. H.
Wang
, G. H.
Cao
, J.
Volmer
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Acad. Radiol.
18
, 588
(2011
).[33]
K. H.
Wang
, L. M.
Burke
, E.
Kang
, Y. Z.
Lee
, G. H.
Cao
, J. P.
Lu
, M.
Rojas
, M. S.
Willis
, and O.
Zhou
, Circulation
122
, A18892
(2010
).[34]
Y. Z.
Lee
, L.
Burk
, K. H.
Wang
, G. H.
Cao
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A
648
, S281
(2011
).[35]
L. J.
Kan
, P.
Thayer
, H. M.
Fan
, B.
Ledford
, M.
Chen
, A.
Goldstein
, G. H.
Cao
, and J. Q.
He
, Exp. Cell Res.
347
, 143
(2016
).[36]
M.
Hadsell
, G. H.
Cao
, J.
Zhang
, L.
Burk
, T.
Schreiber
, E.
Schreiber
, S.
Chang
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Med. Phys.
41
, 061710
(2014
).[37]
J. T.
Dobbins
III, Med. Phys.
36
, 1956
(2009
).[38]
R. A.
Kruger
, J. A.
Nelson
, D.
Ghosh-Roy
, F. J.
Miller
, R. E.
Anderson
, and P. Y.
Liu
, Radiology
147
, 863
(1983
).[39]
M. M.
Goodsitt
, H. P.
Chan
, A.
Schmitz
, S.
Zelakiewicz
, S.
Telang
, L.
Hadjiiski
, K.
Watcharotone
, M. A.
Helvie
, C.
Paramagul
, C.
Neal
, E.
Christodoulou
, S. C.
Larson
, and P. L.
Carson
, Phys. Med. Biol.
59
, 5883
(2014
).[40]
G.
Yang
, R.
Rajaram
, G. H.
Cao
, S.
Sultana
, Z. J.
Liu
, D.
Lalush
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Proceedings of SPIE Volume 6913, Medical Imaging 2008: Physics of Medical Imaging
, San Diego, California, USA
: SPIE
, 6913
, 69131A
(2008
).[41]
J.
Shan
, A. W.
Tucker
, Y. Z.
Lee
, M. D.
Heath
, X. H.
Wang
, D. H.
Foos
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Phys. Med. Biol.
60
, 81
(2015
).[42]
A. W.
Tucker
, J. P.
Lu
, and O.
Zhou
, Med. Phys.
40
, 031917
(2013
).[43]
X.
Qian
, A.
Tucker
, E.
Gidcumb
, J.
Shan
, G.
Yang
, X.
Calderon-Colon
, S.
Sultana
, J. P.
Lu
, O.
Zhou
, D.
Spronk
, F.
Sprenger
, Y. H.
Zhang
, D.
Kennedy
, T.
Far-bizio
, and Z. X.
Jing
, Med. Phys.
39
, 2090
(2012
).[44]
J.
Calliste
, A. W.
Tucker
, E.
Gidcumb
, C. M.
Kuzmiak
, J. P.
Lu
, O.
Zhou
, and Y. Z.
Lee
, Proceedings of SPIE Volume 9783, Medical Imaging 2016: Physics of Medical Imaging
, San Diego, California, USA
: SPIE
, 9783
, 978366
(2015
).[45]
G. N.
Hounsfield
, Br. Inst. Radiol.
46
, 1016
(1973
).[46]
W. A.
Kalender
, Phys. Med. Biol.
51
, R29
(2006
).[47]
P.
Schardt
, J.
Deuringer
, J.
Freudenberger
, E.
Hell
, W.
Knüpfer
, D.
Mattern
, and M.
Schild
, Med. Phys.
31
, 2699
(2004
).[48]
E. L.
Ritman
, J. H.
Kinsey
, R. A.
Robb
, B. K.
Gilbert
, L. D.
Harris
, and E. H.
Wood
, Science
210
, 273
(1980
).[49]
E. L.
Ritman
, L. D.
Harris
, J. H.
Kinsey
, and R. A.
Robb
, Radiol. Clin. North Am.
18
, 5475
(1980
).[50]
T. G.
Flohr
, C. H.
McCollough
, H.
Bruder
, M.
Petersilka
, K.
Gruber
, C. S, M.
Grasruck
, K.
Stierstorfer
, B.
Krauss
, R.
Raupach
, A. N.
Primak
, A.
Küttner
, S.
Achenbach
, C.
Becker
, A.
Kopp
, and B. M.
Ohnesorge
, Eur. Radiol.
16
, 256
(2006
).[51]
J.
Zhao
, M.
Jiang
, T. G.
Zhuang
, and G.
Wang
, J. X-ray Sci. Technol.
14
, 95
(2006
).[52]
W. A.
Kalender
, Eur. Radiol.
15
, D21
(2005
).[53]
M. J.
Lipton
, C. B.
Higgins
, D.
Farmer
, and D. P.
Boyd
, Radiology
152
, 579
(1984
).[54]
M. A.
Speidel
, B. P.
Wilfley
, J. M.
Star-Lack
, J. A.
Heanue
, and M. S.
Van Lysel
, Med. Phys.
33
, 2714
(2006
).[55]
T. G.
Schmidt
, J.
Star-Lack
, N. R.
Bennett
, S. R.
Mazin
, E. G.
Solomon
, R.
Fahrig
, and N. J.
Pelc
, Med. Phys.
33
, 1867
(2006
).[56]
K.
Frutschy
, B.
Neculaes
, L.
Inzinna
, A.
Caiafa
, J.
Reynolds
, Y.
Zou
, X.
Zhang
, S.
Gunturi
, Y.
Cao
, B.
Waters
, D.
Wagner
, B.
De Man
, D.
McDevitt
, R.
Roffers
, B.
Lounsberry
, and N. J.
Pelc
, Proceedings of SPIE Volume 7622, Medical Imaging 2010: Physics of Medical Imaging
, San Diego, California, USA
: SPIE
, 7622
, 76221H
(2010
).[57]
J.
Uribe
, J. L.
Reynolds
, L. P.
Inzinna
, R.
Longtin
, D. D.
Harrison
, B.
De Man
, B.
Neculaes
, A.
Caiafa
, W.
Waters
, K. J.
Frutschy
, R.
Senzig
, J.
Baek
, and N.
Pelc
, Proceedings of 2010 IEEE Nuclear Science Symposium & Medical Imaging Conference, Knoxville
, TN, USA
: IEEE
, 2578
(2010
).[58]
G. H.
Cao
, B. D.
Liu
, H. Y.
Yu
, and G.
Wang
, Proceedings Volume 8506, Developments in X-ray Tomography VIII
, San Diego, California, United States
: SPIE
, 850613
(2012
).[59]
G. H.
Cao
, B. D.
Liu
, H.
Gong
, H. Y.
Yu
, and G.
Wang
, IEEE Access
2
, 1263
(2014
).[60]
S.
Leschka
, S.
Wildermuth
, T.
Boehm
, L.
Desbiolles
, L.
Husmann
, A.
Plass
, P.
Koepfli
, T.
Schepis
, B.
Marincek
, P. A.
Kaufmann
, and H.
Alkadhi
, Radiology
241
, 378
(2006
).[61]
M.
Mahesh
and D. D.
Cody
, RadioGraphics
27
, 1495
(2007
).[62]
H.
Gong
, H.
Yan
, X.
Jia
, B.
Li
, G.
Wang
, and G. H.
Cao
, Med. Phys.
44
, 71
(2017
).[63]
H.
Gong
, B.
Li
, X.
Jia
, and G. H.
Cao
, IEEE Trans. Med. Imaging
37
, 349
(2018
).[64]
B. D.
Liu
, G.
Wang
, E. L.
Ritman
, G. H.
Cao
, J. P.
Lu
, O.
Zhou
, L.
Zeng
, and H. Y.
Yu
, Phys. Med. Biol.
56
, 6337
(2011
).[65]
S. L.
Zhang
, D. H.
Zhang
, H.
Gong
, O.
Ghasemalizadeh
, G.
Wang
, and G. H.
Cao
, Opt. Eng.
53
, 113101
(2014
).[66]
S. Q.
Tan
, Y. B.
Zhang
, G.
Wang
, X. Q.
Mou
, G. H.
Cao
, Z. F.
Wu
, and H. Y.
Yu
, Phys. Med. Biol.
60
, 2803
(2015
).
This content is only available via PDF.
© 2018 Chinese Physical Society.
2018
Chinese Physical Society
You do not currently have access to this content.