ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox
Software

Advanced Reconstruction Toolbox

Hochmoderne Rekonstruktionstechnologien für ZEISS Röntgenmikroskope und microCT

Treiben Sie Ihre Forschung voran und steigern Sie die Rentabilität Ihrer ZEISS Xradia Röntgenmikroskop-Plattform

Die unvergleichlichen Programme der Advanced Reconstruction Toolbox (ART) arbeiten auf der Grundlage der Röntgenphysik und machen sich darüber hinaus künstliche Intelligenz zunutze. Auch wichtige Erkenntnisse aus Kundenanwendungen sind in die Entwicklung dieser Programme miteingeflossen. Das Ergebnis: neue und innovative Lösungen für einige der größten Herausforderungen in der Bildgebung. Die optional erhältlichen Module laufen direkt auf den Workstations und sorgen so für einen einfachen Zugriff und bedienerfreundliches Arbeiten.

ART wurde von ZEISS auf der Basis kontinuierlich verbesserter Algorithmen und einzigartiger Workflows entwickelt und ist eine robuste Plattform für die fortlaufende Einführung zukunftsweisender Innovationen für die Röntgenmikroskopie von ZEISS Microscopy.

Optimieren Sie mit diesen Bildrekonstruktionstechnologien ganz einfach die Leistungsfähigkeit Ihrer Röntgenmikroskopiesysteme und profitieren Sie:

  • Steigerung von Auflösung / Kontrast / Bildqualität
  • Höherer Durchsatz
  • Untersuchung verschiedener Probenarten, -größen und -formen
  • Mehr Bedienkomfort
  • Verbesserte Artefaktreduktion

A12-Chip-Gehäuse eines Smartphones, aufgenommen mit DeepScout

Erstellen Sie einen Scan mit großem Sehfeld, einen High-Res-Scan für das Modelltraining und eine hochauflösende Rekonstruktion zum LFOV.

Blüte einer Sojapflanze
Blüte einer Sojapflanze
Standardrekonstruktion auf der linken Seite. Auf der rechten Seite die Rekonstruktion mit DeepScout, die erheblich mehr Zellinformationen zeigt. Probe mit freundlicher Genehmigung von Keith Duncan, Donald Danforth Plant Science Center.

ZEISS DeepScout

Aufnahmen des ganzen Sehfelds – mit höherer Auflösung und besserem Durchsatz

ZEISS DeepScout wird anhand hochaufgelöster 3D-Mikroskopiedatensätze für die Analyse weniger hoch aufgelöster Datensätze mit größerem Sehfeld trainiert. Die größeren Volumendaten werden über ein neuronales Netzwerkmodell hochskaliert. Die KI-Infrastruktur von ZEISS ermöglicht kontinuierliche Innovationen bei den Algorithmen – und eine dieser Innovationen ist ZEISS DeepScout. Die Software ermöglicht mit der einzigartigen Scout-and-Zoom-Funktion das Erfassen von mehr Informationen bei höherer Auflösung, einschließlich Innentomographien großer Proben.

  • Nehmen Sie ein großes Übersichtsbild.
  • Lassen Sie den ZEISS DeepScout Rekonstruktionsalgorithmus darüber laufen.
  • Das Ergebnis ist eine Auflösung, die an die eines Zoom-Scans heranreicht, allerdings über ein viel größeres Sehfeld.

ZEISS DeepScout erzeugt mehrskalige Datensätze mit räumlichen Registrierungen. Diese Daten werden dazu genutzt, neuronale Netzwerke zu trainieren und so die Rekonstruktionsfähigkeit weiter zu verbessern. Mit derartigen neuen, Deep-Learning-gestützten Funktionen schließen wir mehr und mehr die Lücke zwischen Bildern mit großem Sehfeld und Aufnahmen mit hoher Auflösung.

Anwendung von DeepScout auf die Probe einer Polymerelektrolytbrennstoffzelle.

DeepScout

Funktionsweise

Die Volumen-Scout-Aufnahme erstreckt sich nun über das komplette Sehfeld Ihrer Probe. Ein ausgewählter, hochauflösender Scan wird zum Trainieren des gesamten Modells herangezogen. So erhalten Sie ein über das gesamte Sehfeld hochaufgelöstes Bild. Dieser revolutionäre Einsatz von künstlicher Intelligenz ermöglicht die Visualisierung feinster Strukturen in großen Sehfeldern in bislang unerreichter Geschwindigkeit.

Dieses FDK-Bild mit Markierungen weist im Vergleich zum Bild mit der DeepRecon Pro Rekonstruktion ein deutlich höheres Rauschen auf
Mit DeepRecon Pro Rekonstruktion
Bild einer handelsüblichen Pouch-Zelle einer Smartwatch, aufgenommen mit ZEISS Xradia 620 Versa. Links: Standardmäßige FDK-Rekonstruktion. Rechts: Rekonstruktion mit DeepRecon Pro mit herausragender Bildqualität.

ZEISS DeepRecon Pro

Nutzen Sie die das verborgene Potenzial von röntgenmikroskopisch erzeugten Big Data

Diese erste kommerziell erhältliche Rekonstruktionstechnologie mit Deep Learning ermöglicht eine bis zu 10‑fache Steigerung des Durchsatzes, ohne dabei auf die einzigartige RaaD-Technologie (Resolution at a Distance) verzichten zu müssen. Alternativ können Sie die Anzahl der Projektionen beibehalten und die Abbildungsqualität weiter erhöhen. ZEISS DeepRecon sorgt mit dem Einsatz von KI für signifikante Verbesserungen bei Geschwindigkeit und Bildqualität.

Darüber hinaus eignet sich ZEISS DeepRecon Pro für Einzelproben sowie halbrepetitive und repetitive Arbeitsabläufe. Neue Machine-Learning-Netzwerkmodelle lassen sich direkt über eine bedienfreundliche Bedienoberfläche selbst trainieren. Die Abläufe von ZEISS DeepRecon Pro werden durch einen einfachen Mausklick ausgelöst. Dadurch kann das Programm auch von Anwendern ohne besondere Vorkenntnisse bedient werden. Der große Vorteil: Sie sind nicht mehr auf einen Machine-Learning-Experten angewiesen.

ZEISS DeepRecon Pro ist ab sofort für das ZEISS Ultra Röntgenmikroskop für den Nanobereich erhältlich.

ZEISS DeepRecon Pro

Weitere Beispiele

  • Standardrekonstruktion
    DeepRecon Pro Ultra-Rekonstruktion

    FCBGA-Flip-Chip, abgebildet mit ZEISS UltraXRM

    Links: Standardrekonstruktion, 1000 Projektionen, Scandauer: 18 Std.

    Rechts: DeepRecon Pro Ultra-Rekonstruktion, 250 Projektionen, Scandauer: 4,5 Std. – eine Verbesserung um den Faktor 4.

  • Probe eines Zebrafischs, abgebildet mit ZEISS 620 Versa: Standardrekonstruktion mit FDK
    Probe eines Zebrafischs, abgebildet mit ZEISS 620 Versa: Rekonstruktion mit DeepRecon Pro

    Probe eines Zebrafischs, abgebildet mit ZEISS 620 Versa

    Auf der linken Seite ist eine FDK-Standardrekonstruktion zu sehen – rechts sieht man die Rekonstruktion mit DeepRecon Pro mit deutlich geringerem Rauschen.

    Mit freundlicher Genehmigung von: Prof. Dr. Bert Müller, Universität Basel

  • Lunge einer Maus
    Lunge einer Maus – DeepRecon Pro

    Lunge einer Maus, abgebildet mit Xradia Versa.

    Mit Iod angefärbte Probe, aufgenommen mit 3001 Projektionen. Rekonstruktion mithilfe von DeepRecon (rechts). Im Vergleich zu der gleichen Aufnahme nach Rekonstruktion mit FDK (links).

Biomedizinisches Metallimplantat im Knochen. Links ohne MARS. Auf der rechten Seite mit MARS.
Biomedizinisches Metallimplantat im Knochen. Links ohne MARS. Auf der rechten Seite mit MARS.
Biomedizinisches Metallimplantat im Knochen. Links ohne MARS. Auf der rechten Seite mit MARS.

Materials Aware Reconstruction Solution (MARS)

Herausragende Bildqualität bei stark attenuierenden Proben

MARS ist ein Rekonstruktionsalgorithmus, der die einzelnen Komponenten einer Rekonstruktion berücksichtigt. Die unterschiedlichen Röntgenstrahlenergien, die durch das Imaging mit einer polychromatischen Röntgenquelle erzeugt werden, sind eine große Herausforderung bei der röntgenmikroskopischen Rekonstruktion im Labor, denn dabei entsteht das Phänomen der Strahlaufhärtung. Dieser Effekt ist besonders problematisch bei der Abbildung von sehr dichtem Material, das in weniger dichtes Material eingebettet ist. MARS gibt dem Rekonstruktionssystem vor, wie die Artefakte extremer Strahlaufhärtung in den Bereichen zwischen sehr dichten Objekten zu kompensieren sind. Das ist beispielsweise bei Anwendungen wie Biomaterialien wichtig, bei denen Implantate neben Knochen oder Gewebe visualisiert werden sollen. Oder auch bei elektronischen Anwendungen, wenn auf einer Leiterplatte extrem dichte Lotkugeln neben weniger dichten Materialien angeordnet sind und so starke Artefakte verursachen. Mit MARS werden diese Effekte bei der Rekonstruktion Ihrer Bilder kompensiert.

MARS ist Teil des Artifact Reduction Pakets.

Pharmazeutische Probe, bestehend aus großen Lactose-Partikeln als Trägermaterial und kleineren Partikeln (< 1 µm) aktiver pharmazeutischer Inhaltsstoffe (API). Linkes Bild: FDK-Standardrekonstruktion; rechtes Bild: Rekonstruktion mit PhaseEvolve
Pharmazeutische Probe, bestehend aus großen Lactose-Partikeln als Trägermaterial und kleineren Partikeln (< 1 µm) aktiver pharmazeutischer Inhaltsstoffe (API). Linkes Bild: FDK-Standardrekonstruktion; rechtes Bild: Rekonstruktion mit PhaseEvolve

Pharmazeutische Probe, bestehend aus großen Lactose-Partikeln als Trägermaterial und kleineren Partikeln (< 1 µm) aktiver pharmazeutischer Inhaltsstoffe (API). Linkes Bild: FDK-Standardrekonstruktion; rechtes Bild: Rekonstruktion mit PhaseEvolve. Die Histogramme zeigen die Intensitätsverteilungen in den Bildern. Links gehen alle Phasen ineinander über, was die Segmentierung des Bilds erschwert. Auf der rechten Seite mit PhaseEvolve zeigt das Histogramm deutlich differenzierte Phasen mit zwei Spitzen. Probe mit freundlicher Genehmigung der University of Manchester, UK.

Pharmazeutische Probe, bestehend aus großen Lactose-Partikeln als Trägermaterial und kleineren Partikeln (< 1 µm) aktiver pharmazeutischer Inhaltsstoffe (API). Linkes Bild: FDK-Standardrekonstruktion; rechtes Bild: Rekonstruktion mit PhaseEvolve. Die Histogramme zeigen die Intensitätsverteilungen in den Bildern. Links gehen alle Phasen ineinander über, was die Segmentierung des Bilds erschwert. Auf der rechten Seite mit PhaseEvolve zeigt das Histogramm deutlich differenzierte Phasen mit zwei Spitzen. Probe mit freundlicher Genehmigung der University of Manchester, UK.

PhaseEvolve

Höherer Bildkontrast und bessere Segmentierungsergebnisse

ZEISS PhaseEvolve ist ein patentierter (US11645792B2) Rekonstruktionsalgorithmus zur Verbesserung des Bildkontrasts in der Nachbearbeitung. Dazu wird der Materialkontrast sichtbar gemacht. Dieser Kontrast wird oft durch Phaseneffekte in Proben mit niedriger bis mittlerer Dichte oder in Datensätzen mit hoher Auflösung überlagert und ist ein inhärentes Merkmal der Röntgenmikroskopie. Auf diese Weise nehmen Sie präzisere quantitative Analysen mit deutlicherem Kontrast und besserer Segmentierung der Ergebnisse vor.

PhaseEvolve ist Teil des Artifact Reduction Pakets und in der Cloud verfügbar.

Standardrekonstruktion
OptiRecon
Kameramodul: 1.200 Projektionen in 90 Minuten mit dem Standardalgorithmus FDK (links), verglichen mit 300 Projektionen in 22 Minuten mit OptiRecon (rechts). Vergleichbare Bildqualität, erzielt in einem Bruchteil der Zeit.

ZEISS OptiRecon

Die Lösung für die schnelle und effiziente iterative Rekonstruktion

ZEISS OptiRecon ist eine schnelle und effiziente algorithmusbasierte Technologie, die Ihnen die iterative Rekonstruktion direkt auf dem Desktop ermöglicht. Sie ermöglicht einen bis zu 4-fach schnelleren Scanvorgang oder eine verbesserte Abbildungsqualität bei vergleichbarer Geschwindigkeit. Mit dieser wirtschaftlichen Lösung erzielen Sie überragende Tomografien von Teilbereichen im Inneren der Probe sowie einen hohen Durchsatz für die verschiedensten Probenklassen.

OptiRecon ist Teil des Recon Pakets.

Genau da, wo Sie sind: Ihr Zugriff auf die ART

Die einzigartige Architektur der ART macht diese Lösung enorm flexibel und bietet Ihnen genau die Optionen, die am besten zu Ihren Arbeitsbedingungen passen.

Workstation

Nutzen Sie die Tools der ART über eine robuste und leistungsstarke Workstation, ein dediziertes Hardware-System mit unbefristeter Lizenz. Die erste Wahl, wenn Sie höchste Zuverlässigkeit und eine jederzeit verfügbare, zügige Verarbeitung Ihrer Daten sowie alle Funktionen der ART für Ihre Arbeit benötigen.

Zeitgebundene Lizenzen

Durch den Einsatz von Recon Server und Cloud als unterstützende Architektur können wir Ihnen zeitgebundene Lizenzen anbieten, mit der bis zu drei Benutzer pro Lizenz über die leistungsstarke Workstation, eine andere Workstation oder einen Laptop für mobiles Arbeiten Zugriff auf die ART erhalten. Die ideale Lösung, wenn Sie projektbezogen arbeiten und daher keine dauerhafte Lizenz benötigen. Sie können zeitgebundene Lizenzen auch problemlos in unbefristete Lizenzen umwandeln, wenn Sie feststellen, dass dies für Ihre Anforderungen die sinnvollere Option ist.

Cloud

Viele ART-Module sind auch in der Cloud verfügbar. Der Zugriff über die Cloud umfasst Mehrnutzer-Konfigurationen mit mehreren Zugriffspunkten, ohne dass Sie dafür große Investitionen tätigen müssen. Auf diese Weise profitiert ein größtmöglicher Nutzerkreis von einem Zugriff, und das direkt über Ihre eigene IT-Infrastruktur.

Wenden Sie sich an Ihre Ansprechperson bei ZEISS, um basierend auf Ihrer aktuellen Situation die beste Lösung – oder Kombination von Lösungen – für Ihren kurz- und langfristigen Bedarf zu ermitteln.

DeepRecon Pro
DeepScout
PhaseEvolve
MARS
OptiRecon

Systeme

Versa






Context, Crystal CT






Ultra


Leistungsstarke Workstation mit unbefristeten und/oder zeitgebundenen Lizenzen






Cloud, ausschließlich mit Jahreslizenzen




Pakete

AI Supercharger



Artifact Reduction



Recon Paket



Premium ART






Schematische Darstellung des Datentransfers vom ART Client-Server zum ART Cloud-Server
Schematische Darstellung des Datentransfers vom ART Client-Server zum ART Cloud-Server

Zustandslose Prozesse für maximale Datensicherheit

Ihre Erkenntnisse beruhen auf Ihren Daten – und deswegen liegt die Kontrolle Ihrer Daten ganz bei Ihnen. Sie als Nutzer haben die volle Kontrolle darüber, ob und mit welchen Fachkollegen oder Mitarbeitenden Sie Ihre Daten, Ergebnisse und Trainingsmodelle teilen. Dabei sind Ihre Daten sowohl während der Verarbeitung als auch bei der Übertragung geschützt. Denn das Grundprinzip des Datenschutzes bei ZEISS lautet, dass Ihre Daten nur Ihnen gehören. Alle Daten, die Sie und Ihre Organisation hochladen, bleiben in Ihrem alleinigen Besitz. Die Vertraulichkeit Ihrer Daten hat für uns oberste Priorität. So brauchen Sie sich keine Sorgen zu machen, wohin Ihre Daten gesendet und wie sie verarbeitet werden.

Downloads

    • ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox

      Your software for advanced image processing of X-ray data

      7 MB
    • ZEISS AI Supercharger

      Enabling AI-based Reconstruction for Your ZEISS X-ray microscope

      3 MB
    • ZEISS OptiRecon for semiconductor packages

      Improve 3D X-ray image quality and increase scan speed by 2X

      1 MB
    • ZEISS PhaseEvolve

      Reveal contrast that has never been seen before

      2 MB


    • ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox

      Technology to Enhance your ZEISS 3D X-ray Microscope

      2 MB


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