Презентация. Технология 2D Обработки и Визуализации 'MSR-2024' опережает конкурентов на поколения
.pdf
Наносекундные X-Ray трубки и аппараты
Внизу - импульсный медицинский X-Ray аппарат “Ясень-01”
Доза в 27-:-35 раз ниже
2008 г.- 2014 г.
2017 г.
Наносекундный аппарат Прима-250 2 kW 250kV
Прима
-250
“ЯСЕНЬ-01”
X-Ray доза
Технологическая основа наносекундной рентгенологии |
MSR-29 |
|
|
Скважность >= 10000 : 1
|
|
X-Ray |
|
|
Сцинтиллятор |
|
|
Gd2O2S:Tb |
|
|
( Применение в |
Уменьшение X-Ray дозы в 27-36 раз ! |
Наносекундных |
|
X-Ray доза при использовании аппарата Ясень-01 |
|
Излучателях ) |
|
|
|
X-Ray Доза в mkGr |
Длительность послесвечения Gd2O2S, |
|
Синий – непрерывный режим |
|
мкс |
Красный – импульсный режим |
|
|
аппарата Ясень-01
Материалы диссертации Корженевского С.Р. “Высокочастотные наносекундные генераторы для интроскопии …”
P.S. Увеличения чувствительности X-Ray детекторов
- Эффект “Парселла”-
Dependence of scintillation light yield in nanocrystalline
|
7000 |
LuBO3 on dimensions of the grains |
|
|
|
|
|||||
|
6000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Intensity |
4000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Integral |
3000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
D, nm
Для наночастиц Оскисульфида Гадолиния
(Gd2O2S) размером 100nm достигнут
эффект Парселла равный ~(2.5 - 3) раза.
Разработчик – НПЦ (Саратов)
“Нанотехнологии стекла”
Микроканальная пластина
вкачестве X-Ray решетки
сдиаметром каналов 10 мкм (внизу слева), та же пластина
снано люминофором Gd2O2S при рентгеновском облучении (внизу справа при увеличении).
Разработчик – ИФТТ, Черноголовка (Институт Физики Твердого Тела)
Результаты обработки X-Ray теста Siemens d=270mm 16 битного Гибкого Адаптивного Конвейера
2007 г.
Внизу - фрагмент исходного изображения рентгеновского теста, соответствующего средней плотности легких пациента.
Вверху - фрагмент изображения после прохождения конвейера 2D Обработки и Визуализации.
Размер рентгеновского фокусного пятна съемки:
0.6 x 0.6 мм
Режим съемки теста:
U = 60kV, I = 200mA, t = 0.1sec, ( 20 mAs )
Размер фрагмента кадра:
H x V = 85 x 42 мм
Съемка X-Ray теста Siemens микрофокусной трубкой |
|
|
/ Фокус ~= 0.1mm, U = 60kV, I < 0.1mA, t = 10 sec ( 1 mAs ) / |
|
|
Выделенный фрагмент H x V = 56 x 35 mm ( 1000x765 pix. ) |
2016 г. |
|
Размер пикселя = 56 микрон. Обработка не проводилась ! |
||
|
CMOS
камера
16 Mpix
Проблемы X-Ray изображений высокого разрешения
Факторы влияющие на разрешающую способность - Фокус X-Ray трубки, Ток в трубке, Временные параметры
Стандартные X-Ray трубки Фокус (0.5 x 0.5 -:- 1.2 x 1.2) mm Ток <= 200-:-500mA при (1-:-10) mS
Разрешение не лучше 250 mkm
Предлагается новый класс - Микросекундные X-Ray Системы:
Фокус не более 0.1x0.1 mm
Ток в импульсе I ~= 500 -:- 400 mA
Время импульса t = 0.1-:-2.0 mkS
Частота импульсов f >= 25 kHz Разрешение не хуже 50 mkm
2017 г.
Уменьшение
X-Ray дозы и мощности генератора
в 20 раз!! Увеличение динамического разрешения
в 3-4 раза!!
Микрофокусные X-Ray трубки Фокус 0.1 x 0.1 mm и менее
Ток непрерывный = 0.1 -:- 1.0mA Разрешение не хуже 50 mkm
Наносекундные X-Ray трубки Фокус 1.5 x 1.5 mm не менее Ток ~= 200-250 A при 20 nS
Разрешение не лучше 750 mkm Уменьшение Дозы в 27-30 раз!!
DQE рентгеновских детекторов с Gd2O2S:Tb в сравнении Голубым помечена зона “Микросекундной Рентгенологии”
Уменьшение рентгеновской дозы от 20 раз до 100 раз!!
Зона
MSR
2017 г.
Предельные дозы для КТ и Ангиографии.
Перегрев X-Ray трубок.
Невозможен малый фокус
0.15 -:- 0.10 мм и увеличение разрешения
X-Ray Доза
Фирма CANON (Toshiba) - увеличение разрешения в срезе (x2), уменьшение дозы до 30%, улучшение изображений -“AiCE”
Аксиальное сечение |
Реконструкция 1024x 1024 |
|
|
|
|
|
2023-2024г. |
|
|
|
|
Фронтальное сечение
Новейшие технологии конкурентов - Canon
Переход на матрицу среза
CT (512x512 в 1024x1024)
« Первый в мире режим высокой четкости
Hi-Def » (цитата),
привел к сильному шуму на изображении среза и
постановка диагноза на таком кадре невозможна.
Для существенного улучшения изображения, до диагностически значимого, фирмой CANON создана технология обработки CT изображений нейронными сетями с адаптированным механизмом обучения –
AiCE
(Интегрированный интеллект).
Cверху - аксиальный срез, Снизу – фронтальный.
Сравнительные технологий X-Ray CT фирмы Canon
“Aquilion Precision” и технологии ”MSR”
“Aquilion Precision”
2024 г.
Вверху : Изображение среза с X-Ray
CT “Aquilion Precision”,
фирмы CANON, реконструкция в режиме 512x512 (стандарт), обработанный по технологии обучаемых нейронных сетей
AiCE
(Интегрированный интеллект)
Уменьшение дозы ~ 30%
Внизу : Изображение среза X-Ray CT
фирмы SIEMENS с разрешением 500 μm предыдущего поколения, прошедшего 2D Обработку и Визуализацию на конвейере
“Michelangelo” (“MSR “)
( МикроСекундная Рентгенология )
Визуализация более четкая чем на самом передовом CT CANON!
2003 г.
Сравнение Tехнологий
Norm - Canon - MSR
Фокусное пятно ( μm )
Norm - 600 x 700
Canon - 400 x 500 MSR ■ - 100 x 100 min
- 150 x 150 max
Ячейка детектора ( μm )
Norm - 500 x 500
Canon - 250 x 250 MSR - 100 x 100
Матрица детектора
Norm - 256 x 900 Canon - 160 x 1792
MSR - 3000 x 5000
Матрица реконструкции
Norm - 512 x 512
Canon - 1024 x 1024 MSR - 2000 x 2000
и разрешение ( μm )
Norm - 500 x 500
Canon - 250 x 250 MSR =< 100 x 100
Уменьшение дозы
MSR в 20 раз!
Сравнительные технологий X-Ray Angiography |
|
|
|
фирмы Canon “Alphenix ” и технологии ”MSR” |
|
|
|
2024 г. |
Сравнение Tехнологий |
||
Norm - Canon - MSR |
|||
|
|||
|
Фокусное пятно ( μm ) |
||
|
Norm |
- 600 x 700 |
|
|
Canon |
- 400 x 500 |
|
|
MSR ■ - 100 x 100 min |
||
“Alphenix Core+” |
Ячейка детектора ( μm ) |
||
|
|||
DICOM станция |
Norm |
- 300 x 300 (D) |
|
Canon |
- 250 x 250 (D) |
||
“Michelangelo” |
|||
MSR - 100 x 100 (D) |
|||
|
|||
|
Матрица детектора |
||
2000 г. |
Norm |
- 1024 x 1024 |
|
Canon |
- 1200 x 1600 |
||
Сверху : |
|||
MSR - 3000 x 3000 |
|||
|
|||
изображение с ангиографа “Alphenix” |
|
- 3000 x 4000 |
|
CANON, обработанный по технологии |
Матрица визуализации |
||
обучаемых нейронных сетей AiCE |
|||
Norm - 1024 x 1024 (D) |
|||
(Интегрированный интеллект) |
Canon - 1200 x 1600 (D) |
||
|
MSR – 3000 x 3000 (D) |
||
Слева: |
и разрешение ( μm ) |
||
Norm |
- 300 x 300 |
||
изображение с ангиографа фирмы |
|||
Canon - 250 x 250 |
|||
GE (ЭОП), прошедшего конвейер 2D |
|||
MSR =< 100 x 100 |
|||
Обработки и Визуализации DICOM |
|||
|
|
||
. серий по технологии ”MSR” |
Уменьшение дозы |
||
Canon = оптимизация ? |
|||
(МикроCекундная Рентгенология) |
|||
MSR - в 20 раз! |
|||
Видны отличия в качестве ! |
|||
|
|
||