ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox
ソフトウェア

Advanced Reconstruction Toolbox(先進的再構成ツールボックス)

ZEISSのX線顕微鏡またはマイクロCT用の最先端再構成テクノロジー

研究を充実させ、ZEISS Xradia X線プラットフォームのROIを向上させる

ZEISS独自のAdvanced Reconstruction Toolbox(ART)は、AIを活用し、X線物理学とアプリケーションの両方を深く理解することで、最も難度の高いイメージングの課題を新しい革新的な方法で解決します。これらのオプションモジュールは、ワークステーションをベースとした、使いやすくユーザビリティに優れたソリューションです。

ZEISSによって作られ、連続的に発展し続けてきたアルゴリズムと独自のワークフローであるARTは、Zeiss X線顕微鏡から生じたパイオニア的なイノベーションを生み出し続ける堅固なプラットフォームです。

画像の再構成技術が、X線システムのパフォーマンスを拡大します:

  • 分解能 / コントラスト / 画質
  • スループット
  • 多様な試料タイプ、サイズ、形状
  • 使いやすさ
  • アーチファクト低減

DeepScoutを用いて得られたA12スマートフォンパッケージ

実視野スキャン、モデルの訓練のための高分解能スキャン、LFOVに対する高分解能再構成用。

大豆花
大豆花
左側の標準再構成。右側でDeepScoutが細胞について著しく多くの情報を示しています。試料ご提供:Keith Duncan, Donal Danforth Plant Science Center

ZEISS DeepScout

実視野の分解能、実視野のスループット

ZEISS DeepScoutは、高分解能の3D顕微鏡データセットを低分解能の大視野用データセットのトレーニングデータとして使用しており、ニューラルネットワークモデルを使用して大容量データをアップスケーリングします。ZEISS DeepScoutは、ZEISSのAIインフラストラクチャにより可能となる継続的なアルゴリズムイノベーションによって開発されており、独自のScout-and-Zoom機能を使用することで、大型試料用の内部トモグラフィーなど豊富な情報を高分解能で取得します。

  • 広視野スキャンを採用
  • ZEISS DeepScoutの再構成アルゴリズムを通してそれを供給します
  • Zoomスキャンの解像度に近い分解能を、さらに超えた遥かに広い実視野で取得します。

ZEISS DeepScoutは、その根本において、マルチスケールの空間的に登録されたデータセットを生成する能力に依存しており、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によって、実視野と分解能の間のトレードオフ関係が軽減されます。

DeepScout

仕組み

ポリマー電解質型燃料電池(PEFC)、ボリュームscoutには、試料に対する全視野が含まれています。選ばれた高分解能スキャンがモデル全体を訓練して、実視野における高分解能を提供します(FOV)。これは画期的なAIであり、独自のやり方で広視野全体に及ぶ精緻な構造のビジュアライゼーションを、前例のないスピードで実現します。

このFDK画像は、ラベルと共に、DeepRecon Pro画像と比較してかなりのノイズを発生します
DeepRecon Proの再構築による
ZEISS Xradia 620 Versaによって得られる営業用スマートウォッチポーチのセル電池画像。左:標準的なFDK再構築。右:優れた画質を示すDeepRecon Proの再構築。

ZEISS DeepRecon Pro

XRMが生み出した膨大なデータに隠された好機を収穫する

ZEISS DeepReconは初めて商品化された深層学習の再構成技術で、新規のRaaD機能を犠牲にすることなく、スループットを最大10倍向上させることができます。あるいは同じ投影枚数でありながら、その画質を向上させます。ZEISS DeepReconは、AIによる高速化または画質の改善を実現します。

ZEISS DeepRecon Proは、独自の試料と半反復/反復ワークフローの双方に使用することができます。大変使いやすいインターフェースを介して、新規の機械学習ネットワークモデルを現場で自ら訓練できます。ZEISS DeepRecon Proのワンクリックワークフローなら、機械学習の専門的知識は必要なく、初心者でもシームレスに扱えるようになります。

ZEISS DeepRecon Proが、ZEISS Ultra nanoscale XRMで使用可能になりました。

ZEISS DeepRecon Pro

別の試料

  • 標準再構成
    DeepRecon Pro のUltra再構成

    fcBGA flip chip、ZEISS UltraXRMでイメージング

    左:標準再構成、1000回投影、18時間スキャン

    右:DeepRecon Pro のUltra再構成、250回投影、4.5時間スキャン、4回の改善。

  • ゼブラフィッシュ試料、ZEISS 620 Versaでイメージング:標準FDK再構成
    ゼブラフィッシュ試料、ZEISS620Versaでイメージング:DeepRecon Proで再構成

    ゼブラフィッシュ試料、ZEISS 620 Versaでイメージング

    左は標準的なFDKの再構成を示し;右はDeepRecon Proで再構成され、著しくノイズが減っていることを示しています。

    ご提供:Bert Müller教授(博士)、University of Basel

  • マウス肺
    マウス肺 - DeepRecon Pro

    マウス肺、Xradia Versaでイメージング

    試料はヨウ素で染色され、3001投影によって撮影されています。再構成はDeepReconを使用しながら実施されます(右)。FDK(左)を用いながら再構成された同等の画像と比較されます。

骨に埋入された生体用金属インプラント。MARSなしに、左。MARSと共に、右。
骨に埋入された生体用金属インプラント。MARSなしに、左。MARSと共に、右。
骨に埋入された生体用金属インプラント。MARSなしに、左。MARSと共に、右。

Materials Aware Reconstruction Solution(MARS)

極めて細い試料のための上質な画質

MARSとは、再構成中の構成要素を感知している再構成アルゴリズムのことです。ラボでのX線再構成における課題として、多色性光源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。この効果は物質が大変高密度で、比較的低密度の物質に埋没している場合に、特に問題となります。MARSは、再構成システムに非常に高密度のオブジェクト間領域で生じる過度な線質硬化の影響を補正する方法について説明します。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において、重要となります。また、電子製品の場合、プリント基板上に極めて高密度なハンダ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、アーチファクト低減パッケージで利用可能です。

大きなラクトース担体粒子と小さな(< 1μm)API粒子から構成される薬剤試料。左側の画像が標準FDK;右側の画像は、PhaseEvolve加工と共にあり
大きなラクトース担体粒子と小さな(< 1μm)API粒子から構成される薬剤試料。左側の画像が標準FDK;右側の画像は、PhaseEvolve加工と共にあり

大きなラクトース担体粒子と小さな(< 1μm)API粒子から構成される薬剤試料。左側の画像が標準FDK;右側の画像は、PhaseEvolve加工と共にあり。ヒストグラムは、画像中の強度の分配を示します。左側、すべての相が回旋状で、画像のセグメント化を困難にしています。右側、相がPhaseEvolveによって2つのピークにきれいに分かれていることが、ヒストグラムで示されています。試料ご提供:University of Manchester, UK

大きなラクトース担体粒子と小さな(< 1μm)API粒子から構成される薬剤試料。左側の画像が標準FDK;右側の画像は、PhaseEvolve加工と共にあり。ヒストグラムは、画像中の強度の分配を示します。左側、すべての相が回旋状で、画像のセグメント化を困難にしています。右側、相がPhaseEvolveによって2つのピークにきれいに分かれていることが、ヒストグラムで示されています。試料ご提供:University of Manchester, UK

PhaseEvolve

画像のコントラストが高められ、セグメンテーションが改善

ZEISS PhaseEvolveは、特許出願中の後処理再構成アルゴリズムで、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線顕微鏡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。再構成データのコントラストが高まることで、より良いセグメンテーションが可能となり、さらに精度の高い解析を行うことができます。

PhaseEvoveはクラウドの中にあり、アーチファクト低減パッケージで利用可能です。

標準再構成
OptiRecon
カメラモジュール:左側では標準FDKを用いて90分間に1200投射、一方の右側では、OptiReconで22分間に300投射が実現します。短時間のうちに同等画質になります。

ZEISS OptiRecon

高速かつ効率的な反復再構成ソリューション

アルゴリズムベースの高速かつ効率的な技術。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。ZEISS OptiReconは、さまざまな試料に対し、優れた内部トモグラフィーと高いスループットを提供する経済的なソリューションです。

OptiReconは、Reconパッケージで利用可能です。

どこにおいても需要を叶えてくれる:ARTへのアクセス法

独自のARTアーキテクチャが、作業条件に合った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

堅牢なハイパフォーマンスのワークステーションで、永久ライセンスを持つ専用のハードウェアです。99.999%の信頼性と常時接続が必要で、ARTの機能をフルに使用して最高速度でデータ処理を行う必要がある際に、お勧めです。

時間ベースのライセンス

Reconサーバーとクラウドサポートアーキテクチャを活用する際には、タイムベースのライセンスが選択可能で、それにより、1つのライセンスで3人のユーザーがハイパフォーマンスのステーションと、もう1つのワークステーション、あるいはリモート作業が可能なラップトップに同時にアクセスできるようになります。これは、永久ライセンスの必要がなく、プロジェクトベースで作業を行いたいときに理想的です。また、それが自分の要件に対して最良の組立だということを決心した場合にも、タイムベースのライセンスから簡単に永久ライセンスにアップデート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。クラウドへのアクセスには、資本投資を行わなくてもマルチアクセスポイントを用いてマルチシート設定を行う可能性が含まれています。このことは、広範な範囲のユーザーに、ITインフラに基づいて生まれたデータにアクセスする機会を提供することになります。

ZEISS代理店と協力して、短期および長期の需要のために、今日いる場所でそれを直視し、最良のソリューションあるいはその組み合わせを決定してください。

DeepRecon Pro
DeepScout
PhaseEvolve
MARS
OptiRecon

システム

Versa






コンテキスト、Crystal CT






Ultra


永久ライセンスまたはタイムベースライセンスを持つハイパフォーマンスワークステーション






1年間のみライセンスが有効なクラウド




パッケージ

AI スーパーチャージャー



アーチファクト低減



Reconパッケージ



プレミアム ART






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を記述するダイアグラム
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を記述するダイアグラム

最大のデータセキュリティのための無国籍プロセス

データや経験の強化をコントロールするのは、あなた自身です。ユーザーの皆さんが、データや結果の共有について、トレーニングモジュールについて仲間や協力者と協力し、完全にコントロールするのです。データは処理や転送の間、安全に守られています。ZEISSにとってコアとなるプライバシー原理は、皆さんにご自分のデータの所有者になっていただくことです。アップロードされるすべてのデータが皆さんとその組織のものであり、それ以外ではありません。データの秘密保持は当社のトッププライオリティです。データがどこに送られ、どのように処理されるかについてはご安心ください。

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