NABLATOWY SYSTEM – μCT 35

  • Geometria wiązki: stożkowa
  • Energia max: 30-70 kVp
  • Rewolwer filtrów: Al, Mb Cu, blank
  • Średnica skanu: 37.9 x 120mm (ØxL)
  • Maksymalna wielkość próbki 75.8 x 140 mm (ØxL)
  • Opcja automatycznego ładowania próbki: do ośmiu uchwytów z wieloma próbkami
  • Rozdzielczość nominalna (10% MTF): 1.75 μm
  • Rozdzielczość obrazu: 512 x 512 do 4096 x 4096 px

Stacje obliczeniowe
Archiwizacja danych – napędy dyskowe
Archiwizacja danych – napędy taśmowe
Klastry obliczeniowe


Stacje obliczeniowe

Wysoko-rozdzielcze obrazowanie na systemach do mikrotomografii rentgenowskiej wytwarza bardzo duże ilości danych. Przykładowo skan całego ciała szczura wykonany na systemie vivaCT 75 składa się z 7800 zdjęć o rozdzielczości 2048×2048, 2 bajty/voxel, łącznie 65 GB.

Do tak dużej analizy trójwymiarowej SCANCO Medical dostarcza 64-bitowe serwery HP Integrity wyposażone w wydajne procesory Itanium2 oraz system OpenVMS.Ta bardzo stabilna wielozadaniowa platforma umożliwia jednoczesne pomiary, rekonstrukcje, analizę oraz archiwizację.Serwer i tym samym system µCT może być obsługiwany zdalnie z poziomu osobistych komputerów użytkowników. Korzystając ze swoich urządzeń użytkownicy mogą uruchamiać skanowanie, wykonywać rekonstrukcję, analizę i archiwizację nie będąc fizycznie przy urządzeniu.

Dokładna konfiguracja serwera jest dostosowywana do potrzeb i wymagań użytkownika końcowego. Systemy mogą być w prosty sposób rozszerzane oraz są objęte 3-letnią gwarancją HP.

W celu uzyskania większej mocy obliczeniowej istnieje możliwość łączenia wielu komputerów w klaster do automatycznego zarządzania danymi oraz do tworzenia wielu stanowisk pracy.

Minimalna Typowa Wydajna
Komputer HP Integrity rx2800 i2 tower HP Integrity rx2800 i4 tower HP Integrity bl860c i4 kasety
Rdzeni CPU 2 8 lub 16 16 na kasetę
RAM 16 GB 64 GB (max. 384 GB) 384 GB (max.)
Klastry nie nie 32 kasety
Pojemność 1 TB 4 TB RAID 5 > 50 TB RAID 5
Napęd taśmowy LTO4 800 GB LTO5 1.6 TB LTO6 3.2 TB
Monitor 19” 1280×1024 24” 1920×1200 24” 1920×1200

Archiwizacja danych – napędy dyskowe

Pojemność dyskowa może być rozszerzona poprzez dodanie zewnętrznych napędów dyskowych do systemu microCT. Dyski te są skonfigurowane w RAID5, co umożliwia wykonywanie automatycznych kopii zapasowych z wielu dysków jednocześnie, zabezpieczając przed utratą cennych danych.

Wieża dyskowa – model Typ dysku Prędkość obrotów RAID 5/6 Redundancja
D2600 SAS 15,000 6 TB(12 x 600 GB) (2/RAID 6)
D2600 SAS 7,200 20 TB(12 x 2 TB) (2/RAID 6)
D2700 SAS 10,000 21 TB(25 x 1 TB) (4/2 RAID 6)

Oprócz dysków SAS, objętych 36-miesięczną gwarancją oraz wymianą w przypadku awarii następnego dnia roboczego, użytkownik może zainstalować objęte 12-miesięczną gwarancją dyski SATA.


Archiwizacja danych – napędy taśmowe

Do archiwizacji dużych ilości danych SCANCO Medical dostarcza magnetyczne napędy Ultrium-LTO jako część zintegrowanego rozwiązania zarządzania danymi. Korzystanie z napędów magnetycznych umożliwia nieograniczone rozszerzanie pojemności do archiwizacji plików.
Przemysłowe nośniki formatu LTO są produkowane przez wiodące firmy np. Sony, HP, Imation i są dostępne u wielu dostawców podzespołów komputerowych. Należy pamiętać, że dla tych nośników podawana jest pojemność przy kompresji 50%. Dane z systemów MicroCT nie pozwalają na taką kompresję, dlatego efektywna pojemność stanowi połowę opisywanej w specyfikacjach technicznych napędów magnetycznych.


Klastry obliczeniowe

SCANCO Medical korzysta ze środowiska OpenVMS, wysoce stabilnego, wielozadaniowego, działającego w czasie rzeczywistym systemu, który umożliwia zintegrowane wsparcie do tworzenia klastrów obliczeniowych. W klastrze OpenVMS poszczególne komputery są połączone przez sieć Ethernet i dzielą swoje zasoby – procesor i dyski do zrównoważenia obciążenia zadanymi procesami.

W przypadku systemów mikroCT, łączenie w klastry zapewnia, że zadania rekonstrukcji i analizy 3D są automatycznie rozdzielane pomiędzy podłączone komputery, zapobiegając sytuacji, w której jedna z maszyn jest przeciążona a pozostałe są w trybie bezczynności.

Tworzenie klastrów w systemie OpenVMS umożliwia również użytkownikom podłączanie zarówno starych jak i nowych maszyn w jeden klaster, co eliminuje konieczność inwestowania w nowe urządzenia w celu rozszerzenia możliwości obliczeniowych.

OPROGRAMOWANIE

SCANCO Medical dostarcza kompleksowe oprogramowanie do
skanowania, analizy 3D, wizualizacji, zarządzania danymi i importu/eksportu danych. Zaletami oprogramowania są:

  • Prosty w obsłudze interface
  • Wspólna baza danych dla wszystkich aplikacji, zapewniająca integralność danych
  • 64-bitowa implementacja wspierająca duże zestawy danych
  • Zautomatyzowany skrypt przetwarzający powtarzające się zadania
  • Skrypty użytkownika do indywidualnych analiz
  • Elastyczne generowanie raportów dla pojedynczych pomiarów lub kompleksowych badań
  • Eksport do formatu DICOM lub innych standardowych formatów

Standardowy pakiet może być rozszerzony o zaawansowane i sprawdzone oprogramowanie do analizy elementów skończonych.


SKANOWANIE
Program do skanowania zawiera zaawansowany interfejs do zarządzania parametrami skanowania takimi jak energia i intensywność wiązki rentgenowskiej, rozdzielczość, czas pomiaru oraz żądana kalibracja gęstości.
Ustawienia parametrów mogą zostać zapisane w bazie danych jako pliki kontrolne do wykorzystania przy dużych projektach, zapewniając, że wyniki mogą być miarodajnie porównywalne. Ponadto ustawienia z wcześniejszych eksperymentów mogą być wykorzystanie ponownie.
Skanowanie może być wykonywane zarówno interaktywnie za pośrednictwem interfejsu użytkowania lub w trybie seryjnym. W trybie seryjnym ustawienia i pozycja skanowania dla wielu próbek są zdefiniowane w ramach jednej sesji i są wykonywane sekwencyjnie bez nadzoru użytkownika. Tryb seryjny jest wyjątkowo przydatny przy korzystaniu z automatycznego podajnika próbek.
Rekonstrukcja danych 3D z poszczególnych projekcji, uwzględniając korekcję efektu utwardzania wiązki, jest wykonywana automatycznie po zakończeniu każdego stosu obrazu wiązki stożkowej.


REKONSTRUKCJA

Mikrotomografy SCANCO Medical generują obrazy o bardzo wysokiej jakości, niezbędnej do wykonania rzetelnej analizy ilościowej. Standardowe protokoły akwizycji i rekonstrukcji obrazu obsługują duże ilości projekcji, z małym odseparowaniem kątowym dostarczając obrazy z wysokim współczynnikiem sygnału do tła i o wysokiej rozdzielczości, które są podstawą do wykonania dokładnej i powtarzalnej analizy ilościowej 3D.

Zadania rekonstrukcji są automatycznie dystrybuowane pomiędzy wszystkie dostępne procesory znajdujące się stacjach obliczeniowych i są wykonywane równolegle do procesu skanowania i innych zadań. W przypadku stosowania wielu komputerów połączonych w klaster zadania rekonstrukcji są rozdzielane pomiędzy większą ilość procesorów, co zmniejsza czas przetwarzania danych.

Poniższa tabela przedstawia wymagany czas rekonstrukcji typowych obrazów na jednym procesorze:

Wielkość obrazu #projekcji/180° Czas rekonstrukcji
1024 x 1024 px 250 (co 0.72°) 3 sekundy
2048 x 2048 px 500 (co 0.36°) 24 sekundy
2048 x 2048 px 1000 (co 0.18°) 48 sekund

Rekonstrukcja wspomagana przez GPU

System wspomaganej rekonstrukcji przez GPU jest opcjonalnym modułem do szybszej rekonstrukcji obrazu. Oprogramowanie do rekonstrukcji SCANCO GPU jest w pełni zintegrowane w przepływie danych mikrotomografu i działa automatycznie bez nadzoru użytkownika

System oparty na GPU rekonstruuje obrazy do 120 razy szybciej w porównaniu do standardowego oprogramowania do rekonstrukcji działącego na jednym rdzeniu procesora. Dodatkowo uwalnia zasoby dla zadań analizy.

Obrazy po rekonstrukcji wspomaganej przez GPU są w pełni kompatybilne z obrazami po rekonstrukcji z wykorzystaniem standardowego oprogramowania opartego na CPU.

Do rekonstrukcji wspomaganej przez GPU Scanco korzysta z akceleratorów GPU firmy NVIDIA z architekturą Kepler (Tesla K20c)

Typowa konfiguracja
Stacja robocza HP, 64 bit Z420 Z820
RAM 32 GB 128 GB
CPU rdzeni 1 (8) 2 (24)
Dyski 1 TB SAS 512 GB SSD
GPU Akceleratory GPU Tesla,

oparte na architekturze Kepler, Tesla K20c


ANALIZA 3D

Skany z mikrotomografu są przedstawiane w oprogramowaniu do ewaluacji w projekcjach XY, XZ, YZ i 3D MPR (Mliti-planar reformatting). Gęstość materiału może być przedstawiana w kilku jednostkach m.in. HA/ccm, Hounsfield, a profile gęstości mogą być sprawdzane interaktywnie. Dodatkowo odległości mogą być mierzone zarówno w 2D jak i 3D.

Regiony oraz objętości zainteresowań (ROI i VOI) mogą być w prosty i elastyczny sposób definiowane poprzez rysowanie konturów na poszczególnych projekcjach, z półautomatycznym morfowaniem konturów pomiędzy projekcjami. Ponadto do definiowania ROI/VOI wokół regionów beleczek kostnych dostępna jest automatyczna procedura.

Ewaluacja skanów 3D jest obsługiwana przez IPL (Image Processing Language), zaawansowane, oparte na skryptach narzędzie do analizy trójwymiarowej. Standardowe skrypty do ewaluacji są dostępne dla różnych analiz m.in. ilościowa ewaluacja kości korowej i beleczkowej. Analiza jest wykonywania w nie-interaktywnym trybie seryjnym, w celu usprawnienia przepływu danych podczas analizy dużych zbiorów danych.

Indywidualne protokoły analizy mogą być interaktywnie zaprojektowane z wykorzystaniem linii poleceń w IPL. Takie protokoły, po weryfikacji mogą być zakodowane jako skrypty do ponownego wykorzystania

Podsumowanie cech:

  • osie podglądu skanów: XY, XZ, YZ i 3D MPR
  • Pomiary odległości (2D/3D)
  • Profil gęstości 2D

Funkcje przetwarzania obrazu:

  • Segmentacja i filtrowanie
  • Separacja i kombinacja histogramów obiektu
  • Regularne lub nieregularne regiony zainteresowań (ROI/VOI)
  • Automatyczne konturowanie i morfowanie 3D (VOI)
  • Histomorfometria 2D i 3D
  • Oznaczanie komponentów
  • Erozja – dylatacja
  • Rejestracja objętości

Pomiary gęstości (2D/3D)

  • W zdefiniowanych regionach, w zakresie od pojedynczego voxel`a do całych objętości
  • Kilka jednostek dostępnych (Hounsfield i mg HA/ccm, fantom do kalibracji HA jest dostarczany wraz z mikrotomografem)

 


WIZUALIZACJA

Moduł wizualizacji wykonuje zaawansowane renderowanie 3D dużych zestawów danych wykorzystując wysokiej jakości algorytmy śledzenia promieni. Sekwencje obrazów mogą być generowane automatycznie do tworzenia animacji

Kluczowe cechy:

  • Perspektywa
  • Transparencja
  • Rozjaśnianie i cieniowanie
  • Cięcie płaszczyzn
  • Kodowanie koloru obiektów / wartości

 

ZARZĄDZANIE DANYMI
Zarządzanie obrazami jest integralną częścią oprogramowania SCANCO Medical, zwiększające produktywność pracy. Dane pomiarowe mogą być dowolnie transferowane pomiędzy dyskami i napędami magnetycznymi zgodnie z potrzebami oraz ze śledzeniem zmian w bazie danych. Bezpieczeństwo danych jest zapewnione poprzez oddzielenie danych surowych od archiwalnych zrekonstruowanych skanów poprzez ich zapisanie na różnych nośnikach.

Okresowe kopie zapasowe bazy danych pomiarów i ustawień skanera są wykonywanie jednym kliknięciem myszy.

Kluczowe cechy:

– archiwizowanie i pobieranie obrazów pomiędzy dyskami i napędami magnetycznymi
– Proste wykonywanie kopii zapasowych za pomocą jednego kliknięcia myszą


 

IMPORT / EXPORT DANYCH
Oprogramowanie zawiera rozszerzony zestaw procedur importu I eksportu danych z I do formatu zgodnego z urządzeniami SCANCO Medical. Obrazy mogą być wyeksportowane w szerokim zakresie standardowych formatów do wykorzystania w prezentacjach i dokumentach a całe zestawy danych mogą być wyeksportowane w formatach DICOM, JPEG, TIFF lub STL do wykorzystania w oprogramowaniu innych dostawców.

Sekwencje obrazu DICOM jak również dane surowe pochodzące z innych urządzeń mogą być zaimportowane w celu analizy danych przy pomocy wysokowydajnych narzędzi do analizy 3D SCANCO Medical.


 

ZDALNY DOSTĘP

Urządzenia do mikrotomografii SCANCO Medical udostępniają kilka wydajnych mechanizmów umożliwiających zdalny dostęp do danych skanowania i wyników znajdujących się na innych komputerach. Zdalnie można również obsługiwać urządzenie, wykorzystując swoje osobiste komputery z dowolnym systemem jako terminale do uruchomienia procedur skanowania, rekonstrukcji oraz analizy.

Współdzielenie plików Windows (SAMBA) i FTP (File Transfer Protocol) umożliwiają dwukierunkowe przekazywanie plików. Na każdym systemie microCT SCANCO Medical jest uruchomiony dedykowany serwer sieciowy dzięki któremu można przeglądać dane skanowania. Oprócz możliwości podglądu wyników analizy dostępny jest również podgląd pojedynczych projekcji, narzędzie bardzo przydatne podczas dyskusji odbywających się z dala od laboratorium

Wszystkie programy SCANCO Medical są dostępne za pośrednictwem SSH (Secure Shell) oraz serwera X11. Programy obsługujące te protokoły są dostępne na platformach Windows, Linux, Unix, Apple Mac.

PRZYSTAWKA DO BADAŃ MECHANICZNYCH


Przystawka do badań mechanicznych SCANCO Medical umożliwia wykonanie pomiarów microCT pod kontrolowanym obciążeniem próbki. Przystawka może być uruchomiona zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz skanera umożliwiając zadanie kontrolowanego nacisku przed jak i podczas pomiaru.

Przystawka jest zgodna z urządzeniami: µCT 35, 40, 80, 50 and 100 oraz vivaCT 40, 75 and 80.

SPECYFIKACJA PRZYSTAWKA DO BADAŃ MECHANICZNYCH
Maks. średnica próbki 24 mm
Maks. długość próbki 27 mm
57 mm (opjonalnie dla µCT50 i µCT100)
Maks. obciążenie 500 N
Maks. przemieszczenie 9 mm
Dokładność przemieszczenia ± 0.02 mm
Dokładność obciążenia 1% maks obciążenia

 

PRZYSTAWKA TEMPERATUROWA


Przystawka temperaturowa SCANCO Medical umożliwia wykonanie pomiarów microCT 15°C powyżej lub 15°C poniżej temperatury otoczenia.

Przystawka jest zgodna z urządzeniami: µCT 35, 40, 80, 50 and 100 oraz vivaCT 40, 75 and 80.

SPECYFIKACJA PRZYSTAWKA TEMPERATUROWA
Maks. chłodzenie -15°C
Maks. grzanie +15°C
Maks. średnica próbki 8 mm
Maks. wysokość  próbki 15 mm
Dokładność ustawiania temperatury ± 0,5°C
Dokładność obciążenia 1% maks obciążenia