Erweiterte CT-Bildgebung eines Marderschädels

5. Oktober 2023 | Gina Naujokat

Mit dem Prüfsystem Comet Yxlon FF35 CT und den erweiterten Vista-Funktionen wählen Sie einfach die Auflösung aus, die Sie benötigen – schnell und unkompliziert. Sie erzielen erstklassige Prüfergebnisse bei wertvoller Zeitersparnis. Erfahren Sie, wie es funktioniert.

Wählen Sie einfach die Auflösung, die Sie brauchen – schnell und unkompliziert

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Alles begann mit einer Anfrage der Universität Chile, die wissen wollte, wie fortschrittliche Röntgentechnologie und insbesondere unsere hochauflösenden CT-Prüfsysteme mit ihren ausgefeilten Softwarefunktionen ihre biologischen Untersuchungen unterstützen könnten. Anhand eines Marderschädels aus ihrer Sammlung starteten unsere Anwendungsspezialisten die Vorführung mit einem QuickScan des Softwarepakets Vista an unserem FF35 CT-System, um eine dreidimensionale Übersicht zu erhalten. Der QuickScan-Modus ist ein Kegelstrahl-Scan durch kontinuierliche Rotation der Probe, bei dem aus jedem Winkel Röntgenaufnahmen gemacht werden. Er spart im Vergleich zum Stop-and-Go-QualityScan-Modus erheblich Zeit und liefert gleichzeitig eine ausreichende Auflösung für weitere Analysen. Dank der intuitiven Benutzeroberfläche von Geminy ist die Programmauswahl nur eine Frage des Klicks auf das entsprechende Symbol, was die Bedienung für Anwender mit unterschiedlichen Vorkenntnissen in der CT-Prüfung einfach und schnell macht.

Übersichtsscan mit

225-kV-Mikrofokus-Röhre
Direktstrahl
Kegelstrahl (Cone-Beam)
QuickScan-Modus (kontinuierliche Rotation)
30 µm Voxelgröße
Scanzeit 11:08 Minuten

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Marder-Schädel QuickScan Übersicht

Das rekonstruierte 3D-Volumen des Schädels kann an jedem beliebigen Interessenbereich geschnitten werden, und Schichten können für eine 2D-Darstellung extrahiert werden.

Bild-2-Schädel
Schichten des CT-Volumens Perspektive 1
Bild-3-Schädel
Schichten des CT-Volumens Perspektive 2
Bild-4_Unterkiefer-im-System

Da der Unterkiefer nicht am Schädel fixiert war, nutzten wir die Gelegenheit und führten einen zweiten, separaten Detailschau mit zwei neuen Funktionen der Vista-Pakete durch. Mithilfe von SmartGuard haben wir die Form des Unterkiefers präzise definiert. SmartGuard wurde für einen zuverlässigen Kollisionsschutz entwickelt und ermöglicht die exakte Positionierung eines Prüfteils, um die maximale Scanauflösung und -vergrößerung zu erzielen. In Kombination mit ZoomScan aus dem VistaX-Paket folgt das System dieser Form präzise, um an jedem Punkt den geringsten Abstand zum Prüfteil einzuhalten und eine maximale Auflösung des gesamten Scans zu garantieren.

Insbesondere bei flachen Prüfteilen bietet VistaX SpeedMode höchste Effizienz. Die flachen Seiten enthalten die wenigsten Informationen und erfordern daher nicht so viele Aufnahmen wie die schrägen Positionen und dickeren Bereiche. SpeedMode ermöglicht die Definition von Scanschritten, wodurch der gesamte Prüfprozess bei höchstmöglicher Auflösung beschleunigt wird.

ZoomScan
Funktionalität ZoomScan – Nachführen entlang der Probenform
SpeedMode
Funktionalität SpeedMode – Definition der Aufnahmeschritte

Detailsumfang Marderunterkiefer unter Verwendung von

190 kV Nanofokus-Röhre
Transmissionsstrahl
Kegelstrahl
VistaX ZoomScan
Vista SpeedMode
5,34 µm Voxelgröße
Scanzeit 22:14 Minuten

Marderunterkiefer in hoher Auflösung mit VistaX ZoomScan und SpeedMode

Die Scanergebnisse waren beeindruckend.

Bild-5-Unterkiefer
Schichten des CT-Volumens Perspektive 1
Bild-6-Unterkiefer
Schichten des CT-Volumens Perspektive 2

Marderunterkiefer im Detail

Direkte Vergleiche zeigen die Zunahme der Detailauflösung.

Bild-7-Unterkiefer
Bild-8-Unterkiefer
Bild-9-Unterkiefer

Oben: Schichten des ZoomScan-Volumens
Unten: Direkter Vergleich zu Schädel-Übersichtsschichten mit QuickScan

Bild-10-Unterkiefer
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Pic-12-mandible

Dragonfly Künstliche Intelligenz

Die Herausforderung der Segmentierung

Nach dieser beeindruckenden Demonstration war es Zeit für die Segmentierung. Die Scanergebnisse waren zu homogen. Trotz der herausragenden Auflösung von unter 6 µm war es nicht möglich, die für eine detaillierte Analyse benötigten feinen Strukturen des Schädels zu unterscheiden.

Wenn wir auf die Grundlagen der Röntgentechnik zurückblicken, müssen wir feststellen, dass die Dichten der verschiedenen Gewebe extrem nah beieinander liegen – und damit auch die Grauwerte.

Konventionelle 8-Bit-Detektoren können 256 Graustufen darstellen.

Ein moderner 16-Bit-Detektor, der in diesem Fall verwendet wurde, kann 65.535 Graustufen darstellen.

Das menschliche Auge kann 60 bis 80 Graustufen unterscheiden.

Kein Mensch ist in der Lage, Schwellenwerte zu bestimmen, die so nah beieinander liegen.

Künstliche Intelligenz kann das!

Unser Team ist hochqualifiziert und erfahren im Umgang mit Dragonfly Die Software konnte das Deep-Learning-Modell entsprechend trainieren und erzielte beeindruckende Ergebnisse.

Bringieren Sie dem Modell schrittweise bei, zu sehen, was Sie nicht sehen können

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