德國Fraunhofer植物CT成像系統

產(chǎn)品型號： 落地式

所屬分類(lèi)：種子CT成像

更新時(shí)間：2022-11-01

簡(jiǎn)要描述：德國Fraunhofer植物CT成像系統CT是用X射線(xiàn)束對物體某部分一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測器接收透過(guò)該層面的X射線(xiàn)，轉變?yōu)榭梢?jiàn)光后，由光電轉換變?yōu)殡娦盘枺俳?jīng)模擬/數字轉換器轉為數字，輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個(gè)體積相同的長(cháng)方體，稱(chēng)之為體素 （voxel）。

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德國Fraunhofer植物CT成像系統原理

  CT是用X射線(xiàn)束對物體某部分一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測器接收透過(guò)該層面的X射線(xiàn)，轉變?yōu)榭梢?jiàn)光后，由光電轉換變?yōu)殡娦盘枺俳?jīng)模擬/數字轉換器轉為數字，輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個(gè)體積相同的長(cháng)方體，稱(chēng)之為體素 (voxel)。

  掃描所得信息經(jīng)計算而獲得每個(gè)體素的X射線(xiàn)衰減系數或吸收系數，再排列成矩陣，即數字矩陣。數字/模擬轉換器把數字矩陣中的每個(gè)數字轉為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素 (pixel)，并按矩陣排列，即構成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖像。每個(gè)體素的X射線(xiàn)吸收系數可以通過(guò)不同的數學(xué)方法算出。

CT的工作程序是這樣的：它根據植物不同組織對X線(xiàn)的吸收與透過(guò)率的不同，應用靈敏度*的儀器對植物進(jìn)行測量，然后將測量所獲取的數據輸入計算機，計算機對數據進(jìn)行處理后，就可攝下檢測區域植物組織的斷面或立體圖像，發(fā)現任何部位的細小變化。

德國Fraunhofer植物CT成像系統產(chǎn)品介紹

  人們在對植物各組織深入進(jìn)行科研時(shí)，遇到了新的疑難問(wèn)題。人們研究植物種子時(shí)，很難在不破壞種子的前提下探索其內部結構的變化。目前上使用的很多研究種子的*技術(shù)大多是利用熒光法研究種子活力或其萌發(fā)率，這些方法能夠高通量地達到某些研究目的，但始終無(wú)法得知種皮內部的結構和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。再如，人們研究植物根系時(shí)，會(huì )遇到很多困難。傳統的洗根掃描法確實(shí)能夠清晰地將根系展現在人們眼前，但卻破壞了其原有的狀態(tài)；微根窗法能夠解決原位測量的問(wèn)題，但卻不能探索土壤內部的根系分布；因此如何能夠原位觀(guān)測土壤中的根系變化成了阻撓廣大科研工作者的難題。即便是有一種方法能夠探測到土壤中的根系變化，那土壤是否會(huì )對根系的研究產(chǎn)生干擾？此外，如果人們需要研究植物莖桿，是否存在一種無(wú)損的方法探索其內部結構？

  為解決這些難題，德國著(zhù)名研究所推出了專(zhuān)門(mén)用于植物研究的CT三維成像系統，可對植物組織、果實(shí)、種子及土壤中的根系進(jìn)行三維成像分析，無(wú)需專(zhuān)業(yè)的圖像處理知識，可獲取形態(tài)學(xué)以及內部性狀信息。

植物CT成像系統應用領(lǐng)域：

  實(shí)驗室植物CT成像系統廣泛應用于植物對植物根系、莖桿的內部結構變化的研究。可以無(wú)損地探索盆栽中不同植物的根系變化，也可以測量莖桿的3D結構。

植物CT成像系統主要特點(diǎn)：

    • 適用于研究植物根系和莖桿

    • 分析軟件自動(dòng)將盆栽中的土壤和根系分離，屏蔽土壤干擾

    • 設備占地空間小，操作簡(jiǎn)單

    • 體素50µm

    • 可360度旋轉拍攝樣品

    • 同步圖像采集及3D重建

    • 設備自帶X光屏蔽層，安全可靠

    • 可根據樣品大小定制化不同系統

植物CT成像系統技術(shù)參數：

1. 系統硬件

系統規格

• 尺寸：1800mm（寬）x 900mm（深）x 1600mm（高）

• 焦點(diǎn)到檢測器的大距離：850mm

• 視野范圍：11.4 x 14.5 cm

• 旋轉臺：n x 360°

• 成像速度：5min/盆

安全電路(EN)

• 門(mén)和光信號監視系統的雙面電路故障安全互鎖系統

X-射線(xiàn)檢測器:

• 活動(dòng)面積：145 x 114 mm

• 分辨率：約2940 x 2304像素

• 像素間距：50μm

X-射線(xiàn)源

• 電子管電壓：10-180 kV

• 包括發(fā)電機的整體式光源

環(huán)境條件

• 供電： 230V或380V，50Hz

• 溫度：運行溫度10 °C–30 °C，儲藏溫度0 °C – 50 °C

• 濕度：運行/儲存：10 –85%RH （無(wú)結露現象）

• 環(huán)境防護：關(guān)鍵部位涂有額外的保護涂層，以適應比較苛刻的環(huán)境（如灰塵）。如有其它特殊防護要求請客戶(hù)提前做出說(shuō)明。

輻射屏蔽

• 測量室環(huán)繞鉛當量，機柜外輻射大劑量率300 nSv/h，符合歐洲安全標準。

2. IT硬件

PC技術(shù)參數

• 64 位處理器

• 8 GB 內存

• 1 TB 硬盤(pán)空間

• DVD 刻錄

• NVIDIA GeForce 9400 GT

• Windows 7 (64 位)

視覺(jué)/分析/重建 PC的技術(shù)參數

• 64位多核處理器

• 128G內存

• 4 TB硬盤(pán)空間

• DVD刻錄

• NVIDIA GeForce Titan X

• Windows 7 (64 位)

• 24寸TFT顯示器

3. 工作軟件

Fraunhofer Volex 6：測量和構建軟件

• 標準3D CT掃描程序供線(xiàn)上線(xiàn)下數據庫的構建，自動(dòng)修正減少環(huán)狀偽影、預估旋轉中心。

• 軟件界面優(yōu)化、易于使用。

測量分析體積 (3DCT)

• 體素尺寸50μm，直徑< 114 mm，高度＜145 mm

同步圖像采集和構建

• 圖像采集完成之后構建數據同步提供

數據分析

• 重建的體積是在測量后手動(dòng)的進(jìn)行分析，分析軟件由Fraunhofer VolumePlayer的插件進(jìn)行，測量結果是被分離的根系系統，客戶(hù)可以付費增加新的分析。

Fraunhofer VolumePlayer (VP)

   應用于2D、3D灰度值圖像數據（8-Bit, 16-Bit 和 32-Bit ）的分析和可視化。提供客戶(hù)需要的結構模塊和可擴展模塊。提到的標準配置有：

• 可視化數據層

• 利用直方圖、本地統計、手動(dòng)圖像、灰度值分布、查詢(xún)表、測量工具等手動(dòng)圖像分析

• 體積數據作為圖像序列生成

• 視角連接

• 處理8-bit, 16-bit和浮點(diǎn)值

• 實(shí)時(shí)處理3D數據生成三維顯示

• 不同的顯示方法

• 圖像疊加，紅藍眼鏡可視3D圖像