Центр Edison представляет программное обеспечение для рентгеновского микротомографического аппарата

 
Центр Edison представляет программное обеспечение для рентгеновского микротомографического аппарата

Разработка касается автоматизации измерений на рентгеновском микротомографе. Прикладное ПО позволяет исследовать органические и неорганические объекты без их разрушения. Софт позволяет полностью воссоздавать на экране компьютера структуру изучаемого предмета до мельчайших деталей. Одновременно аппарат делает рентген, фиксирует и автоматически сохраняет снимки. Данные об изучаемом материале верны с точностью до 1 микрона, что тоньше человеческого волоса в 100 раз. Благодаря такому разрешению специалисты получают объективные размеры, возможность оценивать внутреннее состояние механизмов и ценных деталей, размер которых не достигает и 1 см. Оптимальные габариты выбранного для исследования предмета — до размеров стандартного спичечного коробка.

Результат сканирования программного обеспечения микротомографа — 3D-модель высокого разрешения. Настройки позволяют получить полихроматическое изображение, где разные оттенки не только разграничивают области компонентов предмета, но и указывают на зоны с отличающейся плотностью материала. В том числе с помощью планшета.

Принцип работы рентгеновского микротомографа

Помещённый в аппарат предмет перемещается по 3-м взаимно перпендикулярным плоскостям и вращается вокруг своей оси. Теневые проекции собираются под разными углами. Объёмная модель складывается из собирательных образов срезов — снимков, которые выполняются со скоростью приблизительно 1 кадр/сек. Каждый шаг идентичен 1 градусу, полная картина получается после осуществления 360 снимков. Стоит учитывать, что 1 трёхмерная модель занимает около 200 Гб памяти.

Комплексная разработка на основе средств SDK оперирует математическими методами, выстраивает получаемую информацию в программные алгоритмы и создаёт качественные и понятные для визуального восприятия данные. 3D-реконстуркция в формате voxel воссоздаёт совокупность рассеянных рентгеновских волн мощного излучателя. Задача реализована посредством способов Иоганна Радона. Преобразование математических интегралов сходно с методами, предложенными Фурье. Отличительная особенность структурных исследований — обратимость. Ткани самых дорогостоящих и ценных материалов не нарушаются, сохраняют полноценную функциональность.

Расчёты сводятся к использованию теоремы центрального сечения, формуле обратного преобразования Радона и их связи с методами двухмерного преобразования Фурье. Автоматическая компьютерная томография использует линейку детекторов, которые применяются для измерения поглощений излучений объекта. Высокая скорость обработки данных доступна благодаря кластеру расчётных серверов. Используемые технологии: Linux, Windows, VTK, Qt, С++, CUDA.

Разработка ПО осуществлена силами компании EDISON. Центр разработки программного обеспечения. Стоимость аппарата в совокупности с разработанным под его возможности программным обеспечением значительно ниже зарубежных аналогов, что позволяет значительно сэкономить на оснащении производственных и аналитических научных центров без ущерба для качества и точности получаемых данных.