Micro-CT (Computertomografie) ist eine etablierte Methode, dreidimensionale Daten der internen Struktur von Objekten zerstörungsfrei aufzunehmen. Sie ähnelt den in der Radiologie benutzten Methoden, ist aber für kleinere Objekte ausgelegt und ermöglicht eine deutlich höhere Auflösung.

Prinzipiell werden Röntgenbilder eines Objekts in verschiedenen Lagen aufgenommen und anschließend in ein dreidimensionales Datenobjekt transformiert, das beliebige Schnitte und Sichten in das Untersuchungsobjekt ermöglicht. Der Vorteil der Micro-CT-Methode gegenüber anderen Methoden (z.B. Tomografie im Elektronenmikroskop) ist ein in der Regel deutlich geringerer Präparationsaufwand.
Die Firma Skyscan hat sich seit mehr als 25 Jahren auf die Entwicklung und Herstellung von Geräten zur dreidimensionalen Messung und Darstellung von mikroskopischen Objekten spezialisiert. Heute erreichen die Systeme des Herstellers Auflösungen bis in den sub-μm Bereich. Als Kernstück ihres High Resolution Micro-CT Scanners verwendet das Unternehmen nun eine Röntgenkamera des Typs xiRay11 von Ximea. Ausschlaggebend für diese Wahl waren die besonderen Eigenschaften der Kamera. Das Kamerasystem hat einen lichtoptischen 11-Megapixel-Sensor (Kodak KAI-11002) und wird gekühlt, um Rauschsignale effektiv zu unterdrücken.
Die Röntgenstrahlen treffen in der xiRay11 auf eine Phosphorschicht. Dieser sog. Röntgenszintillator wandelt die Röntgenstrahlen in die für den Sensor nutzbaren Lichtfrequenzen um. Eine gegen die hochenergetischen Strahlen gehärtete Faseroptik ist fest mit der Glasplatte, auf der die Phosphorbeschichtung aufgebracht ist, und dem Fotosensor verklebt. Dieser komplexe Aufbau garantiert die hohe Auflösung und einen sehr robusten Betrieb.

Kompakt und schnell

Die xiRay11 verfügt über die Ximea-eigene Sensor-Treibertechnologie Cleanpath, die von der 24 x 36 mm großen Vollformat-Sensorfläche überragende Bilder mit einer Auflösung von 14 Bit liefert. Bei maximaler Auflösung stellt die Kamera vier Bilder pro Sekunde für den Micro-CT bereit. Bei einer höheren Bildrate von 12 Bildern pro Sekunde werden Gruppen von jeweils 4 x 4 Pixeln zusammengefasst. Das Kamerasystem unterstützt so einen sehr weiten Bereich möglicher Belichtungszeiten von 12 µsec bis 500 Sekunden. Neben diesen Leistungsdaten ist die xiRay11 wegen der geringen Gehäusedimensionen von nur 63 x 63 x 39,2 mm besonders gut für die Micro-CT geeignet.
Die Entscheidung für die Röntgenkamera fiel im direkten Vergleich mit anderen zur Wahl stehenden Produkten. Bei aufwändigen Tests lieferte die xiRay11 bei gleichen Belichtungszeiten wesentlich höher aufgelöste Bilder. Sie war deutlich schneller und wurde daher von Skyscan als Systemkamera ausgewählt.
Der Einsatz der neuen, großformatigen, gekühlten digitalen Röntgenkamera ermöglicht es den Micro-CT-Systemen von Skyscan, 3D-Schicht- und -Schnittaufnahmen von Proben mit jeweils bis zu 8.000 x 8.000 Pixeln mit einer Detailauflösung von bis zu 0,7 µm zu erzeugen. Um die hohen Datenmengen möglichst schnell verarbeiten zu können, bietet der Hersteller die Option an, ein Cluster paralleler Rechner zu nutzen.

Große Anwendungsbreite

Neben der xiRay11 bietet der Kamerahersteller auch die xiRay16 mit 16 Megapixel Auflösung auf Basis des Kodak-KAI-16000 Sensors an, mit der die Palette der Röntgenkameras nach oben abgerundet wird. Je nach Anforderung kann die Phosphorbeschichtung der Szintillatorfläche individuell abgestimmt werden. Damit wird ein weiter Bereich von wissenschaftlichen Anwendungen erschlossen.
Darüber hinaus hat das Unternehmen ein breites Spektrum von CCD-, CMOS- und PC-Kameras mit Firewire-, Gigabit-Ethernet-, USB-2.0- und USB-3.0-Schnittstellen im Programm, die in vielen Industriebereichen, wie z.B. der Bewegungskontrolle, Robotics, Fertigungs- und Qualitätskontrolle eingesetzt werden. Auch Miniatur- und Spezialkameras für medizinische, Forschungs-, Überwachungs-, und Verteidigungsanwendungen stehen zur Verfügung.

Vision 2012 Stand 1C51