Mikrotomograf μCT 100 HE

Počítačový mikrotomograf in vitro

Mikrotomograf s vysokým rozlišením in vitro s vysokoenergetickým zdrojem záření
  • Geometrie svazku: kuželová
  • Úzká geometrie kuželového paprsku < ± 2° eliminace artefaktu kuželového paprsku
  • Výkon zdroje: 30–130 kVp
  • Variabilní velikost ohniska: 5–30 μm (4–18 W)
  • Měnič filtru: Al, Mb Cu, prázdný
  • Maximální rozměry skenu (průměr x výška): 95–140 mm
  • Maximální velikost vzorků 100 x 160 mm (Ø x L)
  • Automatizovaný podavač vzorků: do dvanácti držáků, každý na vícero vzorků. Možnost práce bez dozoru uživatele
  • Integrovaný software pro skenování, rekonstrukci, analýzu a vizualizace 2D/3D
  • Vzdálená obsluha systému: vzdálené zadávání úkolů: skenování, rekonstrukce, analýzy z libovolného počítače (PC, Mac)
  • Možnost měření vzorků ponořených v tekutině
  • Nominální rozlišení (10 % MTF): 1,5 μm (~5 μm)
  • Rozlišení obrazu: 512 x 512 až 8 192 x 8 192

AUTOMATICKÝ MĚNIČ VZORKŮ

Pro automatizaci mnoha měření lze namontovat volitelný měnič vzorků.
Měnič vzorků pojme 6 až 12 držáků vzorků, v závislosti na typu skeneru a průměru držáku vzorků.
Pro všechny vzorky se poloha skenu i protokol specifikují interaktivně během načítání, po kterém se skeny provádějí bez dozoru uživatele.


 


KOMPRESNÍ/NAPÍNACÍ KOMŮRKA

Kompresní/napínací zařízení systému SCANCO Medical umožňuje během skenování testovat v systému microCT materiály pod vlivem tlaku a napínání pomocí kontrolovaného zatížení. Kompresní zařízení lze aktivovat uvnitř i vně skeneru, což umožňuje použití zátěže před nebo během skenování.

Jednotku lze použít společně s modely µCT 45, 90, 50 a 100

PARAMETR SPECIFIKACE
Max. průměr vzorku 24 mm
Max. délka vzorku 27 mm
57 mm (volitelně pro µCT 50 a µCT 100)
Max. zatížení ±500 N
Max. posun 9 mm
Přesnost posunu ± 0.02 mm
Přesnost zatížení 1% maximálního zatížení

TEPLOTNÍ KOMŮRKA

Teplotní komůrka systému SCANCO Medical umožňuje uživatelům regulovat teplotu vzorku až do 15 °C pod nebo nad teplotu okolí. Umožňuje uživateli řízenou indukci teplotních výkyvů v čase a sledování a záznam nastavené i skutečné teploty.

Teplotni komůrku lze použít společně s modely: µCT 45, 90, 50 a 100.

PARAMETR SPECIFIKACE
Max. chladicí účinek -15°C
Max. topný účinek +15°C
Max. průměr vzorku 8 mm
Max. výška vzorku 15 mm
Přesnost ± 0,5°C

Skenování, rekonstrukce, evaluace, vizualizace, zálohování, kontrola kvality a archivování

Systémy SCANCO Medical microCT poskytují softwarovou sadu, která nabízí komplexní řešení pro skenování, 3D analýzu, vizualizaci, správu obrázků a import/export dat. Hlavní vlastnosti této sady jsou:

  • Snadno ovladatelné uživatelské rozhraní
  • Společná databáze pro všechny aplikace, která zajišťuje integritu dat
  • 64bitová implementace, která podporuje analýzu velkých datových souborů
  • Automatizované zpracování skriptů pro opakované úkoly
  • Uživatelsky definované skripty pro přizpůsobená hodnocení
  • Flexibilní hlášení výsledků pro jednotlivá měření nebo kompletní studie
  • Export do standardu DICOM a dalších standardních formátů obrázků

Standardní sadu lze rozšířit o sofistikovaný a osvědčený program pro analýzu metodou konečných prvků.


SKENOVÁNÍ
Program skenování poskytuje jasné a výkonné rozhraní pro správu parametrů skenování, mezi něž patří energie a intenzita rentgenových paprsků, rozlišení, čas měření a kalibrace požadované hustoty. Nastavení parametrů lze zapsat do databáze jako kontrolní soubory pro opakované použití ve velkých projektech, což zajišťuje spolehlivé porovnání výsledků a umožňuje zobrazení a opětovné použití nastavení použitých v předchozích měřeních.

Skeny lze provádět buď interaktivně prostřednictvím uživatelského rozhraní, nebo (u skenerů vzorků) v dávkovém režimu, ve kterém se v jedné relaci nadefinuje nastavení a pozice pro skenování více vzorků, než se skenování spustí v sekvencích a bezobslužně. Dávkový režim je obzvláště užitečný pro skenery vybavené měniči vzorků.

Rekonstrukce souborů 3D dat z dat projekce microCT, včetně korekce vytvrzování paprsku, se zpracovává automaticky po dokončení každé fronty obrazů s kuželovým paprskem


REKONSTRUKCE
Pro uživatele, kteří oceňují důležitost vysoce kvalitního obrazu pro spolehlivou kvantitativní analýzu, jsou systémy SCANCO Medical první volbou. Naše standardní akviziční a rekonstrukční protokoly zpracovávají velmi rozsáhlé množství projekcí s malou úhlovou vzdáleností, aby poskytovaly snímky s vysokým poměrem signálu k šumu a vysokým rozlišením, což jsou základní charakteristiky pro přesnou a reprodukovatelnou kvantitativní 3D analýzu.

Neodmyslitelnou paralelní operací je rekonstrukce tomografického obrazu. Rekonstrukční úlohy jsou automaticky distribuovány mezi všechny dostupné procesory na pracovních stanicích systému microCT a běží souběžně se skenováním a dalšími úkoly. V systémech microCT s více počítači v klastru je pracovní vytížení rekonstrukce rozloženo mezi více procesorů, což dále snižuje celkovou dobu potřebnou k rekonstrukci všech řezů v daném skenování.

Níže uvedená tabulka ukazuje čas potřebný k rekonstrukci obrázků typických velikostí na jednoduchém jádru procesoru

Velikost obrázku  Počet projekcí / 180o Doba rekonstrukce
1024 x 1024 pixelů 250 (úhlový přírůstek 0,72°) 3 sec
2048 x 2048 pixelů 500 (úhlový přírůstek 0,36°) 24 sec
2048 x 2048 pixelů 1000 (úhlový přírůstek 0,18°) 48 sec

ZRYCHLENÁ REKONSTRUKCE GPU
Systém zrychlené rekonstrukce SCANCO GPU je volitelným modulem pro rychlejší rekonstrukci obrazu. Software SCANCO GPU Reconstruction je plně integrován do pracovního postupu skeneru a pracuje automaticky bez jakéhokoli zásahu uživatele.

Systém až 120tinásobně zkrátí dobu výpočtu ve srovnání se standardním rekonstrukčním softwarem založeném na procesoru CPU. Navíc uvolňuje zdroje, a poskytuje tak počítači více energie pro analytické úlohy.

Snímky rekonstruované pomocí systému zrychlené rekonstrukce SCANCO GPU jsou plně kompatibilní se snímky rekonstruovanými pomocí standardního rekonstrukčního softwaru založeného na procesoru CPU.

Systém zrychlené rekonstrukce SCANCO GPU obvykle běží na nejnovějších grafických akcelerátorech NVIDIA GPU (Tesla, Kepler, Maxwell, Pascal atd.)

Typická konfigurace
HP Desktop Workstation, 64 bit Z4 Z8
RAM 64 GB 128 GB
CPU (jádra) 1 (6) 2 (24)
Disky 1 TB SSD 1 TB SSD
GPU NVIDIA P5000 NVIDIA P6000

3D ANALÝZA
Naskenovaná data se zobrazují ve vyhodnocovacím programu ve znázornění XY, XZ, YZ a 3D MPR (multiplanární přeformátování). Hustotu materiálu lze zobrazit v několika jednotkách, včetně mg HA/ccm nebo Hounsfieldovy jednotky, a profily hustoty lze kontrolovat interaktivně. Kromě toho lze vzdálenosti mezi prvky měřit ve 2D i 3D.

Oblasti a objemy zájmu (ROI nebo VOI) jsou snadno a flexibilně definovány vykreslováním kontur v řezech, s poloautomatickým morfováním interpolačních kontur mezi řezy. Kromě toho je k dispozici automatizovaný postup pro definici ROI/VOI kolem trabekulárních oblastí ve vzorcích kostí.

Vyhodnocení naskenovaných 3D dat probíhá pomocí IPL (jazyka pro zpracování obrázků), což je moderní nástroj pro analýzu 3D objemů na základě skriptů. Pro řadu analýz jsou k dispozici standardní evaluační skripty, vyhodnocovací skripty, včetně kvantitativního hodnocení trabekulární a kortikální kosti. Hodnocení se provádějí neinteraktivně v dávkovém režimu, pro zefektivnění pracovního toku při analýze velkých souborů dat.

Přizpůsobené analytické protokoly lze navrhovat interaktivně pomocí rozhraní příkazového řádku jazyka IPL. Po ověření výsledků lze tyto protokoly skriptovat za účelem efektivního opětovného použití.

Souhrn funkcí:

  • Pozorovací osy XY, XZ, YZ a 3D MPR
  • Měření vzdálenosti (2D/3D)
  • Profil hustoty 2D
  • Funkce zpracování obrazu: ­
    • segmentace a filtrování
    • oddělení nebo kombinace histogramů objektu
    • pravidelný nebo nepravidelný objem zájmů (ROI/VOI)
    • automatické konturování a 3D morfování (VOI)
    • 2D a 3D histomorfometrie
    • moment setrvačnosti
    • transformace vzdálenosti
    • označení komponent
    • eroze-dilatace
    • registrace objemu
  • Měření hustoty (2D/3D)
    • v uživatelem definovaných oblastech od jednoho voxelu až po kompletní objem
    • k dispozici je několik jednotek, včetně Hounsfieldovy jednotky a mg HA/ccm (kalibrační fantom HA je součástí systémů)

 ANALÝZA METODOU KONEČNÝCH PRVKŮ
Software SCANCO Medical pro analýzu metodou konečných prvků je volitelný balíček, který se bezproblémově integruje do standardní softwarové sady a který byl speciálně navržen pro výpočet tuhosti a pevnosti kostí. Poskytuje přímé a úplné vyhodnocení mechanických důsledků morfologických změn způsobených například osteoporózou nebo medikamentózní léčbou.

Na naskenovaných vzorcích kostí lze simulovat kompresi i další mechanické testy k určení tuhosti a pevnosti kostí a také určení stupně zatížení jejich tkáně. V kombinaci se snímky XtremeCT je možné plně automatické a ověřené měření síly kostí in vivo.

V závislosti na typu analýzy a zvolených možnostech výsledky obsahují:

  • Průměrné elastické vlastnosti (úplná tuhost a tenzor poddajnosti)
  • Inženýrské konstanty (Youngovy a smykové moduly a Poissonova čísla)
  • Průměrné úrovně namáhání a napětí vzorků a tkání
  • Obrazové soubory zobrazující distribuci mechanických parametrů

Je obsažen i nástroj pro export, který podporuje formáty MSC.MARC, ABAQUS a ANSYS

Důležité funkce:

  • Vysoce účinný analyzátor pro lineární elastické analýzy
  • Integrovaná knihovna předdefinovaných testů
  • Příhodné definování testů definovaných uživatelem
  • Vhodné pro modely s miliony prvků
  • Modely mohou získat až 255 různých izotropních elastických materiálů
  • Plně integrováno do jazyka IPL

Další podrobnosti najdete v brožuře.


VIZUALIZACE

Modul vizualizace provádí sofistikované 3D vykreslování rozsáhlých souborů dat pomocí vysoce kvalitních algoritmů pro sledování paprsků. Je možno automaticky generovat sekvence snímků pro vytváření animací.

Klíčové vlastnosti:

  • Perspektiva
  • Transparentnost
  • Osvětlení a stínování
  • Roviny řezu
  • Kódování hodnot a/barev objektu

SPRÁVA DAT
Za účelem pomoci vaší produktivitě je do softwarové sady systému SCANCO Medical integrována správa obrázků. Měřená data lze libovolně přesouvat mezi diskem a magnetickou páskou podle studijních potřeb, přičemž databáze neustále zabezpečuje jejich dohledatelnost. Bezpečnost dat je posílena oddělením archivů nezpracovaných i rekonstruovaných naskenovaných dat na různá média.

Pravidelné zálohování vaší databáze měření a nastavení skeneru je operací na jedno kliknutí.

Klíčové vlastnosti:

  • Archivace a znovunačtení snímků mezi diskem, páskou a síťovým úložištěm (NFS)
  • Řízení pásky
  • Zálohování všech databází a programů jedním kliknutím

IMPORT/EXPORT

Rozsáhlý soubor rutin pro import a export umožňuje přesnou konverzi obrazových dat do vysoce efektivních proprietárních formátů systému SCANCO Medical a zpět. Pro zařazení snímků do prezentací a dokumentů je možné je exportovat v řadě standardních formátů pro jejich zařazení, zatímco celé datové soubory lze exportovat jako sekvence obrázků DICOM, JPEG či TIFF nebo jako polygonální síť STL pro použití s analytickým softwarem třetích stran.

Je možné importovat sekvence obrázků DICOM i nezpracovaná data, což pomocí našich výkonných nástrojů pro 3D analýzu umožňuje analýzu dat z jiných zobrazovacích systémů.


 VZDÁLENÝ PŘÍSTUP

Systémy SCANCO Medical microCT poskytují několik výkonných mechanismů, které umožňují vzdálený přístup ke skenovaným datům a výsledkům z jiných počítačů.

Sdílení souborů ve Windows (poskytováno softwarem SAMBA) a FTP (protokol pro přenos souborů) umožňují přímý obousměrný přenos souborů, například výsledků 3D evaluace pro statistickou analýzu v PC tabulce nebo datové řady DICOM, z jiných systémů do vašeho systému microCT za účelem 3D analýzy.

Vyhrazený webový server, který pracuje v každém systému microCT, umožňuje procházet naskenovaná data. Kromě zobrazení výsledků analýzy vykresluje prohlížeč řezů obrazová data online, což je skvělý nástroj při diskusi o výsledcích skenování mimo laboratoř.

Chcete-li s daty pracovat na dálku, ke všem programům systému SCANCO Medical lze přistupovat pomocí SSH (Secure SHell) a serveru Window X11. Programy podporující tyto protokoly jsou k dispozici pro Windows, Linux, UNIX a Apple Mac.