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ZEISSユーザーインターフェース（ZUI）を搭載したART Reconstructor Clientが、DeepRecon Proのワークフローを紹介し、最終的な再構成結果のプレビューを表示しています。
ZEISSユーザーインターフェース（ZUI）を搭載したART Reconstructor Clientが、DeepRecon Proのワークフローを紹介し、最終的な再構成結果のプレビューを表示しています。
ソフトウェア

ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox

X線イメージングの結果を最大化

ZEISS社のAdvanced Reconstruction Toolbox（ART）は、X線コンピュータ断層撮影（CT）における複雑なイメージングの課題に対処するために設計された独自のプラットフォームです。ZEISSチームのX線物理学と顧客アプリケーションに関する深い専門知識を活用し、ARTは高度なAI機能と革新的なワークフローを組み合わせています。クラウドとワークステーションの両方で利用可能なこれらのソリューションが、アクセス、柔軟性、効果的なデータ管理を強化し、お客様固有のイメージングニーズに応えます。

実績あるアルゴリズムを基盤に構築されたARTは、高い透明性と信頼性でお客様に選ばれています。その出力結果をぜひご活用ください。

  • 分解能 / コントラスト / 画質
  • ハイスループット
  • 多様な試料タイプ、サイズ、形状に対応
  • 使いやすさ
  • アーチファクトの低減
内容
アプリケーションノート

モジュール

ZEISS DeepRecon Pro

スループットと画質の向上
このラベルされたFDK法のイメージは、DeepRecon Proのイメージと比較すると、ノイズが目立ちます
DeepRecon Proの再構成を使用
VersaXRMでイメージングしたセラミックスマトリックス複合材料。左：標準的なFDK再構成、投影数3001、撮像時間：9時間。DeepRecon Pro TPTを使用すると、投影数301で再構成の所要時間が1時間未満に短縮され、スループットが10倍向上しました。

ZEISS DeepRecon Proは幅広いアプリケーションで優れたスループットと画質向上をもたらします。XRMやmicroCTによって生成されるビッグデータの中に潜む機会を独自に掘り起こし、AIを活用することで、処理速度や画質の大幅な向上を実現します。3つのワンクリックワークフロー（スループット（TPT）、ImageClarity、Image Quality（IQ））が備わっており、機械学習の専門知識は必要ありません。

ZEISS DeepRecon Pro TPTを使用することで、Resolution at a distance（RaaD）やmicroCTの画質を損なうことなく、スループットを最大10倍まで向上させることができます。あるいは同じ投影枚数において画質を向上させます。ZEISS DeepRecon Pro ImageClarity（デフォルト設定）は、微細構造を損なうことなく大幅なノイズ低減と優れた画質を実現します。DeepRecon Pro IQは業界最高水準のノイズ低減を提供します。

ZEISS DeepRecon Proは、ZEISS VersaXRM 615および730プラットフォームの高性能ワークステーションに標準搭載されています。また、ZEISS UltraナノスケールX線顕微鏡にも利用可能です。その他のZEISS VersaやmicroCTシステム向けには、「AI Supercharger」や「Premium ART」パッケージの一部、あるいはクラウドまたはワークステーション経由で利用可能なスタンドアローンモジュールとして提供されています。また、DeepRecon Proは、ZEISS Data Converterを介して、特定のサードパーティ製microCT、ZEISS METROTOM、および一部のシンクロトロンデータ形式にも対応しています。

DeepRecon Proのその他の事例

ノイズを抑え、さらに多くの特徴を可視化。信頼できる結果をご覧ください。
  • 医薬品粉体粒子
    医薬品粉体粒子

    医薬品粉体粒子

    DeepRecon Pro ImageClarityを使用することで、微粒子粉末などの素材を高解像度でスキャンする際のノイズが低減され、画質が向上します。これにより、粒子の形態が明らかになり、セグメンテーションが容易になります。

  • 金属マトリックスシンタクチックフォーム
    金属マトリックスシンタクチックフォーム

    金属マトリックスシンタクチックフォーム

    こういったタイプの試料では、金属マトリックス内部の空隙に酸化アルミニウム製の中空球が充填されており、同じサイズ・形状の通常の金属と比べて軽量化されています。試料の品質や機械的強度を評価・予測するには、空隙などの微細構造を正確に観察することが重要です。DeepRecon Pro ImageClarityにより、研究者は従来のFDK再構成法よりも、こうした微細な特徴をより鮮明に見ることができます。試料ご提供：Dr. Nikhil Gupta, Professor, New York University Tandon School of Engineering, USA

  • 砂岩
    砂岩

    砂岩

    DeepRecon Pro ImageClarityを使用することで、研究者はこの砂岩試料の粘土の細部を明瞭に識別し、小さな空隙や微細な亀裂さえも可視化できるようになります。

  • ゼブラフィッシュ
    ゼブラフィッシュ

    ゼブラフィッシュ

    脳腫瘍が疑われるゼブラフィッシュのイメージングにおいて、DeepRecon Pro ImageClarityによる再構成は、試料中の有用な特徴を不明瞭にするノイズを効果的に除去します。ご提供：Howard Hughes Medical Institute, California Institute of Technology, USA

  • 半導体パッケージ上のC4バンプ
    半導体パッケージ上のC4バンプ

    半導体パッケージ上のC4バンプ

    DeepRecon Pro ImageClarityによるC4バンプ試料の可視化により、標準的なFDK再構成では明瞭に捉えられなかったメタルトレース上の微小粒子が鮮明に確認できます。

  • このラベルされたFDK法のイメージは、DeepRecon Proのイメージと比較すると、ノイズが目立ちます
    DeepRecon Proの再構成を使用

    ZEISS VersaXRMで取得した市販スマートウォッチ用パウチ型電池の画像

    左：標準的なFDK再構成。
    右：DeepRecon Pro IQの再構成による優れた画質。

  • ゼブラフィッシュ試料、ZEISS 620 Versaでイメージング：標準的なFDK法で再構成
    ゼブラフィッシュ試料、ZEISS 620 Versaでイメージング：DeepRecon Proで再構成
    ご提供：Prof. Dr. Bert Müller, University of Basel, Switzerland

    ZEISS VersaXRM Versaでイメージングしたゼブラフィッシュ試料

    左は標準的なFDK再構成を示しています。
    右側はDeepRecon Pro IQで復元されたもので、ノイズが大幅に低減されています。

  • マウス肺試料はヨウ素染色され、3001枚の投影画像として撮影
    DeepRecon Pro IQ を使用して作成したマウス肺の試料の再構成画像

    ZEISS VersaXRMでイメージングしたマウス肺

    ヨウ素染色した試料を投影数3001で取得。DeepRecon Pro IQで再構成を実施。FDK法で再構成した同等の画像（左）との比較。ノイズが抑えられ、特徴がより明瞭に可視化されます。

ZEISS UltraXRMでイメージングしたfcBGAフリップチップ
fcBGAフリップチップDeepRecon Pro Ultra再構成

ZEISS Ultra搭載ZEISS DeepRecon Pro

ZEISS UltraXRMでイメージングしたfcBGAフリップチップ

左：標準的な再構成、投影数1000、スキャン時間18時間
右：DeepRecon ProによるUltra再構成、投影数250、スキャン時間4.5時間、4倍速を達成

大豆花
大豆花
左：標準的な再構成。右：DeepScoutにより、細胞に関するより多くの情報が得られます。試料ご提供：Keith Duncan, Donal Danforth Plant Science Center

ZEISS DeepScout

広視野の分解能、視野のスループット

ZEISS DeepScoutは高分解能の3D XRMデータセットを活用し、高度な畳み込みニューラルネットワークモデルによって低分解能の広視野データセットを強化します。XRM独自のScout-and-Zoom機能を活用することで、DeepScoutは異なるスケール間の分解能とコントラストを結び付けるため、強力な超解像画像復元の深層学習モデルをトレーニングできます。

  • 広視野スキャンを実施
  • ZEISS DeepScoutの再構成アルゴリズムにスキャンを通す
  • Zoomスキャンに近い分解能をより広い視野で達成。

ZEISS DeepScoutは、その根本において、マルチスケールのデータセットを空間的にアライメントできる機構を活用しており、その能力を用いてニューラルネットワークを訓練し、再構成を向上させます。深層学習を活用した新機能が、従来の視野と分解能のトレードオフ問題を軽減します。 

DeepScoutは、「AI Supercharger」や「Premium ART」パッケージ、あるいはクラウドまたはワークステーション経由で利用可能なスタンドアローンモジュールとして提供されています。

ブロックされたサードパーティーのコンテンツ

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DeepScoutをポリマー電解質形燃料電池試料に適用。

DeepScout

仕組み

ボリュームスカウトに、試料全体を広視野で捉えられるようになりました。選択された高分解能スキャンがモデル全体をトレーニングし、広視野で高分解能を提供します。これは画期的なAIであり、これまでにない速度で広視野の微細構造を可視化することが可能になります。

  • DeepScoutで撮影したスマートフォンパッケージ 広視野スキャンと高倍率スキャンでモデルをトレーニングし、広域視野を高分解能で再構成。

    ブロックされたサードパーティーのコンテンツ

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骨に埋め込まれた医療用金属インプラント。左：MARS不使用。右：MARS使用。
骨に埋め込まれた医療用金属インプラント。左：MARS不使用。右：MARS使用。
骨に埋め込まれた医療用金属インプラント。左：MARS不使用。右：MARS使用。

Materials Aware再構成ソリューション（MARS）

吸収の大きい試料でも優れた画質を実現

MARSは、再構成中の構成要素を感知する再構成アルゴリズムです。ラボでのX線再構成における課題として、連続X線を用いたイメージングでは、複数のX線エネルギーが発生し、線質硬化と呼ばれる現象が発生することが挙げられます。この現象が及ぼす影響は、非常に高密度の物質が、比較的低密度の物質に埋没されている場合に特に問題となります。MARSは、非常に密度の高いオブジェクト間領域で過度な線質硬化の影響を補正する方法を再構成システムに指示します。これは、骨や組織の隣にあるインプラントを観察する生体材料などのアプリケーションで重要です。また、電子製品の場合、プリント基板上に極めて高密度なはんだボールと低密度の材料があるため、強いアーチファクトが発生します。MARSは、これらの影響を補正して画像を再構成します。

MARSはArtifact Reductionパッケージとしてもご利用いただけます。

大きなラクトースキャリア粒子と小さな（1 μm未満）API粒子からなる医薬品試料。左の画像：FDK法のイメージ。右の画像：PhaseEvolve処理

大きなラクトースキャリア粒子と小さな（1 μm未満）API粒子からなる医薬品試料。左の画像：FDK法のイメージ。右の画像：PhaseEvolve処理。ヒストグラムは画像の強度分布を示す。左：2つの相のコントラストが近く、画像のセグメンテーションが困難。右：PhaseEvolveにより、ヒストグラムが2つの相を示すピークにはっきりと区別されている。試料ご提供：University of Manchester, UK

PhaseEvolve

画像のコントラストが向上し、セグメンテーションが改善

ZEISS PhaseEvolveは、特許取得済み（US11645792B2）の後処理再構成アルゴリズムです。密度が低～中度の試料や、高分解能データセットでは位相効果によって不明瞭になりがちなX線特有の物質のコントラストを明らかにして画像コントラストを向上させます。結果のコントラストとセグメンテーションを改善し、さらに精度の高い定量分析を行うことができます。

PhaseEvolveは、Artifact Reductionパッケージの一部として、スタンドアローンモジュールとして、またクラウドサービスとしてご利用いただけます。さらに、サードパーティ製プラットフォーム、ZEISS METROTOM、および特定のシンクロトロンデータ形式向けに、ZEISS Data Converterと組み合わせて提供しております。

標準的な再構成
OptiRecon
カメラモジュール：左は標準FDK法を使用した、撮像時間90分、投影像1200枚の再構成データです。右はOptiReconを使用した、撮像時間22分、投影像300枚の再構成データです。OptiReconにより、短時間で同等画質を得られます。

ZEISS OptiRecon

高速かつ効率的な逐次近似再構成ソリューション

ZEISS OptiReconは、アルゴリズムベースの高速かつ効率的な技術です。デスクトップからの反復再構成が可能で、従来と同等のスループットでスキャン時間を最大4倍短縮させ、画質の向上を実現します。様々な試料に対して優れた内部トモグラフィーと高いスループット提供する経済的なソリューションです。

OptiReconは、Reconパッケージ、Premium ARTパッケージ、およびスタンドアローンモジュールとしてご利用いただけます。

アーキテクチャ

柔軟性と使いやすさが一つに

ZEISS Advanced Reconstruction Toolboxは、X線再構成の結果の最適化と使いやすさを両立するように設計されています。
(a) 標準的な再構成、(b) DeepRecon Pro ImageClarityによる再構成、(c) テスト：正しいモデルでノイズを除去、(d) 除去された特徴：正しくないモデルが選択された。
(a) 標準的な再構成、(b) DeepRecon Pro ImageClarityによる再構成、(c) テスト：正しいモデルでノイズを除去、(d) 除去された特徴：正しくないモデルが選択された。

(a) 標準的な再構成、(b) DeepRecon Pro ImageClarityによる再構成、(c) テスト：正しいモデルでノイズを除去、(d) 除去された特徴：正しくないモデルが選択された。

(a) 標準的な再構成、(b) DeepRecon Pro ImageClarityによる再構成、(c) テスト：正しいモデルでノイズを除去、(d) 除去された特徴：正しくないモデルが選択された。

Image Difference機能

ZEISS Image Differenceでは、再構成された画像に対するモデルの影響を正確に確認できます。モデルを確認することで、トレーニングモデルが特徴を消去するのではなくノイズを除去しているのだということに確信を持てるようになります。

（左）関心領域（ROI）トレーニングなしのDeepScout、（中央）関心領域（ROI）トレーニングありのDeepScout：ハローを除去、（右）内側のストリーキングアーチファクトも除去
（左）関心領域（ROI）トレーニングなしのDeepScout、（中央）関心領域（ROI）トレーニングありのDeepScout：ハローを除去、（右）内側のストリーキングアーチファクトも除去

（左）関心領域（ROI）トレーニングなしのDeepScout、（中央）関心領域（ROI）トレーニングありのDeepScout：ハローを除去、（右）内側のストリーキングアーチファクトも除去

（左）関心領域（ROI）トレーニングなしのDeepScout、（中央）関心領域（ROI）トレーニングありのDeepScout：ハローを除去、（右）内側のストリーキングアーチファクトも除去

関心領域（ROI）トレーニング

ZEISS DeepRecon ProとZEISS DeepScoutの関心領域（ROI）トレーニングは、選択した最も重要なデータにモデルのトレーニングを集中させ、スキャンされたボリュームからバイアスを取り除き、より良いパフォーマンスをもたらします。関心領域（ROI）トレーニングはコントラストの強調やアーチファクトの除去に有効で、モデルのトレーニング時間を大幅に短縮できます。

モデルデータベースのユーザーインターフェース。すべてのモデル情報を検索、並べ替え可能
モデルデータベースのユーザーインターフェース。すべてのモデル情報を検索、並べ替え可能

モデルデータベースのユーザーインターフェース。すべてのモデル情報を検索、並べ替え可能

モデルデータベースのユーザーインターフェース。すべてのモデル情報を検索、並べ替え可能

モデルの管理を容易に

モデルデータの管理
開発したモデルの数は時間の経過とともに急速に蓄積されてしまうため、モデルデータベースツールが、保存されたモデルの管理に役立ちます。これにより、すべての利用可能なモデルの一覧を表示し、簡単に並べ替えや検索ができるようになります。モデルはzipファイルにエクスポートしたり、zipファイルからインポートすることができ、異なるARTクライアント間でトレーニング済みモデルの共有が容易になります。

Reconサーバーステータス
この機能により、接続された複数のクライアント間でreconサーバーのジョブキューのステータスを簡単に管理でき、トラフィックの渋滞や実行の中断を防ぐことができます。

どこにいても利用可能

ZEISS Data Converterに読み込まれたタービンブレードの透過X線像
ZEISS Data Converterに読み込まれたタービンブレードの透過X線像

ZEISS Data Converterに読み込まれたタービンブレードの透過X線像。ZEISS METROTOMでイメージングされたデータセット

ZEISS Data Converterに読み込まれたタービンブレードの透過X線像。ZEISS METROTOMでイメージングされたデータセット
ZEISS Data Converter

高度な再構成技術をすべてのCTデータに適用

ZEISS Advanced Reconstruction Toolboxの機能をより幅広いCTプラットフォームに拡張することで、より多くのユーザーが高速かつ高品質なイメージングを活用できるようになります。これにより、あらゆる業界の科学者やエンジニアが、より適切な意思決定を行い、イノベーションを加速させ、品質管理を向上させることが可能になります。最先端のアルゴリズムと日常的なイメージングツールの橋渡しを行うZEISS ART Data Converterは、より信頼性の高い分析を可能にし、研究や製造の分野に新たな可能性を拓きます。ZEISSのX線microCT製品（Versa XRM、Ultra XRM、microCT、またはMETROTOM）をご利用のお客様は、期限付きライセンスを通じて、他のX線CTシステムで取得したデータセットに対し、特定のARTモジュールとData Converterをシームレスに連携させてご利用いただけます。

ZEISS Data Converterは、DeepRecon ProおよびPhaseEvolveで以下の形式を可能にします

  • ZEISS METROTOM （.zipおよびMOS形式）
  • Nikon CTデータフォーマット（.xtekct） 
  • Waygate CTデータフォーマット（.pca）

また、特定のシンクロトロンデータ形式に対応したデータコンバータもご利用いただけます。

ARTへのアクセス方法

独自のARTアーキテクチャが、お客様の作業条件に合うオプションと柔軟なソリューションを提供します。

ワークステーション
堅牢で高性能なワークステーションや専用ハードウェア上でARTにアクセスします。ARTの全機能を活用し、常時稼働の信頼性と最速のデータ処理が必要な場合に最適な選択肢です。

ライセンス
ART Recon Serverおよびクラウドサポートアーキテクチャを活用することで、1ライセンスあたり最大3名のユーザーが、高性能ワークステーションや別ワークステーション、あるいはノートパソコンにアクセスできるライセンスを選択でき、リモートワークが可能になります。期限付きライセンスは、永続ライセンスが必要ないプロジェクト単位の作業を行う場合に最適です。また、これが自社の要件に最適なオプションだと判断した場合、期限付きのライセンスから簡単に永久ライセンスにアップグレードすることができます。

クラウド
クラウドを通して複数のARTモジュールにアクセスすることもできます。クラウドアクセスには複数のアクセスポイントを持つマルチシート・セットアップが含まれており、設備投資が不要です。これにより、お客様のITインフラに基づいたデータへのアクセス時間を幅広いユーザーに提供することができます。

ZEISS Data Converter
ZEISS Data ConverterはART Recon Clientインストーラの一部であり、クライアントのインストール時に自動的にインストールされます。ライセンスノードは、最初のノードの有効化から365日間有効です。各ライセンスはノードロック方式となっており、インストールされた特定のワークステーションに紐付けられています。

最適なアクセス方法については、ZEISSの担当者にご相談ください。お客様の現在の状況を把握し、短期的・長期的なニーズに最適なソリューション、またはソリューションの組み合わせを決定するのをサポートします。 

DeepRecon Pro
DeepScout
PhaseEvolve
MARS
OptiRecon

システム

Versa

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Context、Crystal CT

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Ultra

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Data Converter

.MOS, .zip, .xtekct, .pca形式

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高性能ワークステーション用ライセンス（永久または期限付き）

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クラウドライセンス（年間ライセンス）

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パッケージ

AI Supercharger

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アーチファクトの低減

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Reconパッケージ

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Premium ART

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VersaXRM 730および615には、*2年間ライセンスのDeepRecon Proが標準搭載されています

ARTクライアントからARTクラウドサーバーへのデータ送信プロセスを示す図
ARTクライアントからARTクラウドサーバーへのデータ送信プロセスを示す図

ステートレスプロセスで最大限のデータセキュリティを実現

エクスペリエンスを強化するデータは、あなたによって管理されます。データ、結果、トレーニングモデルの同僚や共同作業者との共有を、ユーザーの皆さん自身が完全に制御できます。データは処理中および転送中も保護されます。ZEISS にとってコアとなるプライバシー原則は、ユーザーのデータはユーザー自身が所有するというものです。アップロードされたすべてのデータは、あなたとその組織にのみ属しています。データの秘密保持は当社のトッププライオリティです。ご自身のデータがどこに送信され、どのように処理されるかについて安心した上でZEISSのソリューションをご利用いただけます。

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    ZEISS Data Converter for advanced X-ray reconstruction

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  • ZEISS PhaseEvolveのプレビュー画像

    ZEISS PhaseEvolve

    Reveal contrast that has never been seen before

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  • ZEISS Advanced Reconstruction Toolboxのプレビュー画像

    ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox

    Technology to Enhance your ZEISS 3D X-ray Microscope

    2 MB
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