CT X-ray otomatis Nikon mempercepat penelitian, pengarsipan, dan layanan industri Natural History Museum of London

Natural History Museum (NHM) di London adalah salah satu dari sedikit museum di dunia yang menerapkan otomatisasi pemindaian CT scan pada spesimen dengan X-ray. Baru-baru ini NHM menerima pemindai CT kedua dari Nikon Metrology, bagian dari Nikon Corporation global, yang memiliki pengalaman luas dalam bekerja sama dan memberikan saran pada museum di setiap benua.

Sistem Nikon XTH225 ST termutakhir ini dilengkapi dengan pemuat otomatis sampel 10 stasiun, di mana rak-rak sampel dimasukkan ke dalam kabinet, sehingga memungkinkan manipulator internal sistem untuk secara otomatis memasukkan sampel ke turntable pemindaian dan kemudian mengeluarkannya.

Tujuan inisiatif NHM tidak hanya untuk membantu para peneliti di berbagai departemen dan disiplin ilmu di Museum, tetapi juga untuk mempercepat pemeriksaan dan digitalisasi non-destruktif dan non-invasif terhadap koleksinya yang luas, termasuk artefak, hewan, tumbuhan, fosil, batu, dan meteorit.

Banyak jenis hewan yang menjalani pemeriksaan, termasuk untuk perbandingan morfometri kerangka mereka. Cara ini merupakan cara yang mudah untuk mendapatkan hasil yang akurat dan dapat diulang untuk analisis komputer guna membantu studi tren evolusi, tanpa memperkenalkan variabilitas pengamatan manusia. Sebagai contoh, karang (yang meskipun tidak bergerak, diklasifikasikan sebagai hewan) dipindai secara rutin sebagai bagian dari studi pemanasan global.
Selain itu, XTH225 ST digunakan oleh para pelanggan industri untuk analisis 3D non-destruktif dari sampel seperti baterai, suku cadang yang diproduksi oleh manufaktur aditif, dan struktur sarang lebah. Penerapan industri menyumbang sekitar 20% dari throughput sistem dan berkontribusi pada pendapatan tahunan Museum.

Proses akuisisi data mempercepat pencitraan yang berkelanjutan dari koleksi spesimen NHM sehingga basis data dapat diisi lebih cepat dengan model digital 3D dari fitur eksternal dan internalnya. Alhasil, informasi dapat dibagikan secara lebih cepat kepada para peneliti, konservator, akademisi, bisnis, dan masyarakat umum di seluruh dunia.

Kemampuan menggunakan peralatan penanganan instrumen untuk memuat item secara otomatis untuk pemindaian merupakan pendorong utama kami dalam pengambilan keputusan untuk membeli pemindai micro-CT ini.”
-Dr Vincent Fernandez, manajer laboratorium micro-CT di Museum

“Kami juga memahami pentingnya keandalan peralatan dan kualitas pencitraannya. Sistem Museum sering kali beroperasi 24/7. Pemindai kami sebelumnya, sistem micro-CT Nikon 225 kV yang dikirimkan pada tahun 2008, hingga saat ini masih beroperasi di sebuah perusahaan industri di benua ini.”

Lebih lanjut dia menyarankan bahwa peralatan otomatisasi di NHM digunakan secara ekstensif untuk pemeriksaan tanpa pengawasan pada item berukuran saking kecilnya hingga dapat diletakkan di masing-masing dari sepuluh stasiun penyangga sampel di rak, yang diameternya masing-masing sekitar 5 cm.

Dengan sistem CT apa pun, waktu pemindaian panjang memberikan hasil terbaik. Di sinilah keunggulan pemuat otomatis sampel, yang memungkinkan waktu pemindaian tanpa pengawasan hingga dua jam per sampel dalam waktu semalam dan di akhir pekan, memaksimalkan hasil sekaligus memberikan resolusi terbaik. Namun, jika resolusi maksimum terpaksa dikorbankan demi kecepatan dan throughput lebih tinggi, yang merupakan persyaratan umum penerapan industri, sistem ini mampu melakukan pemindaian dan rekonstruksi 3D dalam waktu kurang dari dua menit.

XTH225 ST memiliki bidang pandang maksimum 42,75 x 42,75 cm, atau 85,5 x 85,5 cm dengan menggunakan CT offset, dan dapat mengakomodasi sampel hingga setinggi 70 cm. Sampel berukuran lebih besar akan dipasang langsung pada turntable secara manual, sedangkan sampel lebih tinggi akan didigitalkan dengan menggabungkan beberapa hasil pemindaian, atau menggunakan perangkat lunak pemindaian heliks X.tend untuk menghasilkan satu gambar panjang tanpa adanya artefak berkas cone vertikal.

Produktivitas pemindaian ditingkatkan tidak hanya oleh pemuat otomatis untuk sampel kecil, tetapi juga oleh Rotating Target 2.0 terbaru Nikon yang istimewa. Daya yang dapat dimasukkan ke dalam target statis dibatasi oleh pembuangan panas material; terlalu banyak daya akan melelehkan target, mengakibatkan hilangnya fokus. Rotating target Nikon mengatasi hal ini dengan memutar target berpendingin air pada 6.000 rpm, sehingga membuang panas pada jalur periferal dan memungkinkan daya X-ray atau resolusi menjadi tiga kali lipat. Rotating target dapat digunakan untuk meningkatkan kecepatan pemindaian secara signifikan atau untuk menghasilkan ukuran spot fokal yang lebih kecil untuk daya yang diberikan dibandingkan dengan target statis.

Rotating target dapat berjalan terus menerus pada 450 watt tanpa memerlukan periode pendinginan. Daya ini dikombinasikan dengan detektor 8 MP, 16 bit terbaru sehingga memungkinkan kecepatan akuisisi data sebesar 15 fps resolusi penuh, atau 30 fps dengan binned detektor 2 x 2 pixel.

Oleh karena alasan di atas, Dr Fernandez tetap menggunakan rotating target pada sebagian besar waktu sistem digunakan. Namun demikian, jika diperlukan ukuran spot fokal yang lebih kecil, sistem ini telah dilengkapi dengan target statis 3 mikron yang mudah dipertukarkan dan target transmisi 1 mikron untuk resolusi lebih besar lagi. Dr Fernandez menggambarkan target transmisi sebagai “sempurna untuk mempelajari sampel-sampel kecil”.