Software pro kontrolu skeneru a zpracování dat

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F04753437%3A_____%2F20%3AN0000002" target="_blank" >RIV/04753437:_____/20:N0000002 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Software pro kontrolu skeneru a zpracování dat

Popis výsledku v původním jazyce

Zobrazovací systém složený ze dvou robotických ramen, rentgenky s HV generátorem, detektorů, počítače a potřebných periferií je ovládán pomocí akvizičních scriptů, které mají v nižší vrstvě společné ovládací moduly (např. pro nastavení parametrů rentgenky, nastavení pohybů a polohování robotů atd.) Úkolem řídícího softwaru je dosažení přesné pozice obou nástrojů upevněných na robotických ramenou vůči sobě a vůči detektorovému ringu. Software pro řízení pohybů robotů je naprogramován v jazyce C++ a scripty pro provedení plánů pohybů a poloh robotických ramen v jazyce Python. Pro splnění požadavků na přesnost a opakovatelnost pohybů a pozic robotů jsou nezbytné geometrické kalibrace. Každý nástroj, rentgenka a vyšetřovací postýlka, je kalibrován v relativní pozici vůči přírubě robota, ke kterému je nástroj připevněn. Nakonec obě robotická ramena jsou kalibrována v relativní pozici vůči sobě. Tyto kalibrace umožňují dosáhnout přesné polohy vyšetřovaného objektu, rentgenky a detektorů tak, aby akvizice dat proběhla vždy automatizovaně, opakovatelně a v požadovaném rozsahu bez rizika kolize robotických ramen s ostatním hardwarem skeneru.Skener je naprogramován pro vyšetřování různými technikami emisních (SPECT/PET a XRF) a transmisních metod (CT) pro získání 2D obrazových dat vyšetřovaného zvířete. Tato programová vrstva počítá požadované pozice a úhly rentgenky a postýlky na základě dat z geometrických kalibrací. Navíc jsou pro ověřování dosažené polohy aplikována data poskytovaná senzory zabudovanými v robotických ramenech v uzavřených smyčkách z důvodu maximální opakovatelnosti požadovaných poloh. Řídící software získává průběžné informace z robotických ramen, rentgenky s generátorem a detektorů. Tato data poskytují informaci o funkčnosti jednotlivých subsystémů a o správnosti nastavení parametrů v závislosti na zvolené modalitě. Ověřování parametrů skeneru způsobem uzavřené smyčky zvyšuje celkovou robustnost systému a zároveň řeší případné problémy před začátkem samotného skenování. Pro přesnější a pokročilejší zpracování naměřených dat jsou aktuální údaje ze senzorů ukládána společně s relevantními naměřenými daty do odpovídajících souborů a složek.Pro uživatelsky přívětivé ovládání softwaru je aplikována nejvyšší uživatelská softwarová vrstva. Tato vrstva umožňuje uživateli použít jednoduché skriptování ve vhodném jazyce (Python) pro provádění i velmi komplexních skenů. Specifikace skenů jsou ukládána v konfiguračním souboru pro snadné načtení předchozích měření a jejich opakování. Do systémového softwaru jsou integrovány také kontroléry použitých robotů. Obě robotická ramena reportují systémovému softwaru jakékoli porušení nastavených bezpečnostních stupňů a tento software významně pomáhá uživateli vyřešit jakékoli chybové hlášení či bezpečnostní výstrahu.Software dále integruje modul SDK zobrazovacího detektorového ringu a nahrává veškerá potřebná nastavení a kalibrace do detektoru ještě před instrukcí k započetí akvizice dat. Navíc software verifikuje úspěšnou akvizici dat prováděním kontrolních online výpočtů na samotných naměřených datech. Naměřená sada dat se ukládá do předdefinovaných složek defaultně pojmenovaných datem a pořadovým číslem vyšetření. Výsledná sada dat je poté nahrána uživatelem do aplikace FullSpect GUI pro další zpracování jednotlivými moduly a algoritmy pro získání snímku, ze kterého je možné stanovit diagnozu.

Název v anglickém jazyce

Software for scanner control and data processing.

Popis výsledku anglicky

Imaging system comprised of two collaborative robots, X-ray tube with HV generator, detection system, computer and its periphery is controlled with acquisition scripts, which have in lower layer common controlling modules (e.g. for X-ray tube parameters settings, robots settings a robots positioning etc.). Tha main goal of controlling SW is to achieve the precise position of both tools attached to robots' heads relative to each other and relative to the detector ring. SW pro robots controlled is in C++ and scripting for motion robots planning in Python language. The controlling software is constantly reading the position of robotic arms, X-ray generator and the detectors, while the verification of the parameters in closed loops provides the desired stability of the system and solves the possible problems even before scanning procedure execution. Sets of data measured on the small animals are stored in predefined folders, which are loaded by user into application Fullspect GUI for further processing with modules and algorithms for final image creation, which will be used for a diagnosis.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20204 - Robotics and automatic control

Projekt

<a href="/cs/project/FV30413" target="_blank" >FV30413: Plně spektrální 3D zobrazovací systém malých zvířat</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

Software pro kontrolu skeneru.

Technické parametry

Detektory skenovacího systému, tak i mechanika skeneru, vyžaduje řídící SW, který bude také provádět zpracovaní a vizualizaci dat. Software bude obsahovat moduly pro • ovládání robotických ramen (Robot Control) – programovací jazyk C++ • ovládání expozičních parametrů rentgenky a nastavení akvizičních parametrů na straně detektorů (Components Control) – programovací jazyk C • zpracování nasnímaných dat (FullSpect GUI) Úkolem řídícího softwaru je dosažení přesné pozice obou nástrojů upevněných na robotických ramenou vůči sobě a vůči detektorovému ringu. Software pro řízení pohybů robotů je naprogramován v jazyce C++ a scripty pro provedení plánů pohybů a poloh robotických ramen v jazyce Python. Aplikace FullSpect GUI Aplikace je celá napsána v programovacím jazyce Python. Skener je naprogramován pro vyšetřování různými technikami emisních (SPECT/PET a XRF) a transmisních metod (CT) pro získání 2D obrazových dat vyšetřovaného zvířete. Tato programová vrstva počítá požadované pozice a úhly rentgenky a postýlky na základě dat z geometrických kalibrací. Navíc jsou pro ověřování dosažené polohy aplikována data poskytovaná senzory zabudovanými v robotických ramenech v uzavřených smyčkách z důvodu maximální opakovatelnosti požadovaných poloh. Řídící software získává průběžné informace z robotických ramen, rentgenky s generátorem a detektorů. Tato data poskytují informaci o funkčnosti jednotlivých subsystémů a o správnosti nastavení parametrů v závislosti na zvolené modalitě. Ověřování parametrů skeneru způsobem uzavřené smyčky zvyšuje celkovou robustnost systému a zároveň řeší případné problémy před začátkem samotného skenování. Pro přesnější a pokročilejší zpracování naměřených dat jsou aktuální údaje ze senzorů ukládána společně s relevantními naměřenými daty do odpovídajících souborů a složek. Pro uživatelsky přívětivé ovládání softwaru je aplikována nejvyšší uživatelská softwarová vrstva. Tato vrstva umožňuje uživateli použít jednoduché skriptování ve vhodném jazyce (Python) pro provádění i velmi komplexních skenů. Specifikace skenů jsou ukládána v konfiguračním souboru pro snadné načtení předchozích měření a jejich opakování. Uživatel si volí modalitu skenování úpravou a spuštěním dedikovaného akvizičního scriptu. V příslušné modalitě jsou pak v pozadí již navoleny optimální akviziční parametry detektoru s možností změny volby radionuklidu a pro transmisní metody jsou nastaveny optimální parametry rentgenky. Dále si uživatel volí rozsah skenování zkoumaného zvířete (referenční nula je stanovena na frontální okraj maxilly zvířete). Výsledná sada dat z měření je poté nahrána uživatelem do aplikace FullSpect GUI pro další zpracování.

Ekonomické parametry

Software umožní ovládání skeneru a zpracování tak, aby jej bylo možné využít v preklinickém výzku dle zadání a dokumentace v projektu.

IČO vlastníka výsledku

04753437

Název vlastníka

Radalytica a.s.