Разработка томографа (микротомографа) для Томского государственного университета

Ученые ТГУ разработали томограф (микротомограф) — устройство, позволяющее получить данные о различных материалах. Сканируя внешнюю и внутреннюю область исследуемого объекта, прибор реконструирует 3D модель, визуализирующую содержание исследуемого фрагмента. Одна 3D-модель занимает примерно 200 Гб. С целью плавности протекания процесса визуализации в момент сжатия объемных данных, применяется октодерево.

Создание пакета программного обеспечения математических вычислений для микротомографа, программные алгоритмы и модуль, без которого 3D-реконструкция была бы невозможной, были обеспечены специалистами EDISON.

На базе теневых проекций, собирающихся под различными углами вращения, ПО устройства восстанавливает в 3-х мерном изображении 3-х мерную структуру объекта и позволяет сделать 360 изображений послойных срезов, интервал между которыми составляет 1 градус. После получения первоначальных данных используется основанный на алгоритме Радона метод реконструкции. Информация обрабатывается с высокой скоростью, повышение которой достигается увеличением числа серверов с платами с CUDA и последующего их объединения в расчетный кластер.

«Программа совместима с Windows, Linux и использует высокопроизводительные математические платы Nvidia CUDA для радикального ускорения вычислений. Причем система в кластере и в зависимости от количества выделенных серверов уменьшает время обсчета модели» — прокомментировал руководитель производства Центра разработки программного обеспечения EDISON Антон Сердюков. В духе времени было бы управлять оцифровкой и сканированием модели с планшетного компьютера, находясь в кафе здания технико-внедренческой зоны. Следующим этапом развития станет разработка Android приложений для управления процессом, считает Антон. Однако это будет скорее приятным дополнением, чем необходимой функцией, поскольку для комфортной работы достаточно будет находиться в специально оборудованном кабинете рентгеновской томографии.

«Объект исследования вращается вокруг своей оси и перемещается в трех взаимноперпендикулярных направлениях. Дальше идет срез этой информации изображения и восстановление вех проекций. Получается объемная внутренняя структура.», — уточнил руководитель проекта Владимир Сырямкин.