Lmst

@JanaBallweber Hey, das sind teilweise Messungen an unserem 3D-Röntgenmikroskop #GINIX 🥳

Achtung Achtung, dies ist ein wichtiges Poster!
Ich wiederhole: tolle Tomografie, Nummer 195!

Max, das bunte Strickhorn, am Poster „Streamlining Bio-Medical Tomography at GINIX“.

Konstantin Strauss (HU
Berlin): Synchrotron X-ray based Comparison of Vibrissa Follicle
Anatomy

GINIX-Daten, Röntgen-Tomografie von Vibrissen (a.k.a. Tast- oder Schnurrhaare)

#Synchrotron #Röntgen #Tomografie #GINIX #UM26 #CT

Wissenschaftliche Präsentation; Folie zeigt „Sample preparation“: Fotos von Schnurrhaaren.

Yuri Rossi Tonin, U Göttingen, stellt aktuelle Ergebnisse von unserem 3D-Röntgenmikroskop vor:
„Coherent Imaging at the #GINIX Instrument using Waveguide Illumination“

#Synchrotron #Coherence #UM26

Vortrag im FLASH-Seminarraum; Folie „Waveguide Ptychography“ zeigt drei Rekonstruktionen einer Siemens-Teststruktur, aufgenommen mit drei unterschiedlichen Röntgen-Detektoren.

Yuri hält gerade „unseren“ #GINIX-Vortrag beim #UM26; Chef hatte heute morgen Vorlesung und ist deshalb noch im Zug, schaut per Zoom rein.

📢 Achtung Achtung, dies ist 1 wichtige Durchsage, Ankunft 15:30 :mastolol:

Da hatta wohl das Mikro an 🤭

Hier 1 Foto vom 3D-Röntgenmikroskop #GINIX (okay, das Experiment waren "nur" 2D-Bilder, aber zusätzlich elektrische Bias-Spannung, das war schon eine dritte Dimension) aus dem September 2019.

Mittig (v.r.n.l., in Strahlrichtung)
* 70 µm Takahashi-Apertur, und dann eng nebeneinder
* Apertur,
* Multilagen-Zonenplatte
* Apertur;

ganz links unten ist ein Teil der Probenmotorisierung. Da kommt noch 1 großer Block drauf.

1/2

Foto, Röntgenmikroskop: verschiedene sehr filigrane metallische Halterungen mit Motorisierungen von außen auf engem Raum.

Hier ein Beispiel aus unserer Workflow-Sitzung: Parallel Beam #Tomography at #GINIX

#HoToPy, #Python-basierte Prozessierung für holografischen #PhasenKontrast / #Röntgen-#Tomografie: https://journals.iucr.org/s/issues/2025/06/00/gui5007/index.html

Die Abbildung zeigt eine zusammenfassende Übersicht des Datenflusses und der Softwarearchitektur im Workflow des 3D-Röntgenmikroskops GINIX. Zentral dargestellt ist der Ablauf von der Messdefinition über Steuerung und Datenerfassung bis hin zur Rekonstruktion und Visualisierung der Ergebnisse.

Links befindet sich der Abschnitt tomat0r, eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) zur Definition der Messparameter. Sie ermöglicht sowohl eine minimale als auch eine erweiterte Eingabe und exportiert die Messkonfiguration als JSON-Datei. Von dort aus erfolgt die Übergabe an SPEC, die Kontrollsoftware für Motorsteuerung, verschachtelte Messschleifen, Detektorkonfiguration und Triggersteuerung. Ein FPGA kombiniert Trigger- und Encodersignale, übernimmt so die präzise Synchronisation zwischen Bewegung und Datenaufnahme.

Parallel dazu ist das elektronische Laborbuch snip eingebunden, das als kollaborative Plattform zur Dokumentation von Messungen, Analysen und Notizen dient. Eine erste Live-Vorschau der Rekonstruktion erfolgt bereits auf der FPGA-Ebene. Für die anschließende hochqualitative Rekonstruktion wird die Python-basierte Software HoToPy eingesetzt, die eine detaillierte Nachbearbeitung der volumetrischen Daten erlaubt.

Rechts illustrieren Beispielbilder den vollständigen Datenfluss bis zur 3D-Visualisierung („stacks“ der Histoomography GmbH), wodurch der Workflow von der Messplanung bis zur wissenschaftlichen Auswertung anschaulich nachvollzogen wird.

[LLM-unterstützt]

Zum #FotoVorschlag „gespiegelt“ hier ein Blick auf einen unserer zwei Spiegel, welche den Röntgenstrahl für unser 3D-Mikroskop #GINIX am #Synchrotron fokussieren.

Im Foto nicht erkennbar ist die elliptische Form der Oberfläche; auf Deutschland umgerechnet beschreibt der Spiegel eine Talmulde von ca. 100 Metern – mit einer Genauigkeit von etwa 3 Zentimetern poliert.

Foto: zwei Hände in Schutzhandschuhen bauen einen Röntgenspiegel aus der Justagehalterung eines 3D-Röntgenmikroskopes aus. Der Spiegel ist etwa 10 cm lang, ca. 4 cm breit und 1 cm dick; wir sehen eine optisch reflektierende Oberfläche, welche sehr eben und planar wirkt. In Wirklichkeit ist die Oberfläche jedoch sehr schwach gekrümmt (auf die 10 cm ungefähr 10 µm, also ein Promille) und hoch-präzise poliert (die Abweichungen von der perfekt-elliptischen Form beträgt maximumal 3 Nanometer, also 30 Milliardstel der Länge).

Die #GINIX ist ein 3D-Röntgenmikroskop (im Foto gilt: „der Strahl kommt von rechts“). In dem Vakuum-Tank sind zwei Spiegel¹, um den Röntgenstrahl zu fokussieren; zentral der Probenturm, um (z.B.) eine Biopsie-Stanze im Strahl zu justieren und für die tomografischen Messungen zu drehen; links dann eine erste Position für Detektoren (und eine weitere fünf Meter weiter links, nicht im Bild). Mit Mikroskopen und der „crash-cam“ wird die Justange unterstützt.

¹ siehe auch https://troet.cafe/@sci_photos/115393784027205599

Foto eines 3D-Röntgenmikroskopes in bunter Beleuchtung; dazu Beschriftung wichtiger Komponenten, hier eine Auswahl: KB mirrors (zum Fokussieren), waveguide (als Kohärenzfilter), sample stage (Motorisierung der zu untersuchenden Probe mit aktuell insgesamt 9 Freiheitsraden), "two microscopes" zum Justieren, "detectors" an zwei Positionen (nah und fern).

Im April 2021 haben wir das 100. Experiment mit der #GINIX, dem Göttingen Instrument for Nano-Imaging with #XRays „gefeiert“ (Maske statt Champagner). Hier eine Übersicht der Laborbücher (kurz nach dem Umstieg auf #snip).

(Die Zählung war nicht immer ganz kanonisch, so gibt es neben run7 und run8 auch 7b und 8b, und mindestens einen pre-run21 oder wann das war. Also in der Summe sogar etwas mehr als 100.)

Vortragsfolie: ca. 100 Deckblätter von Laborbüchern, darüber der Schriftzug „April 2021: Run 100“.

„Das Bundesministerium für #Forschung, Technologie und Raumfahrt ( @bmftr_bund ) unterstützt die Forschung am Institut für #Röntgenphysik der Universität #Göttingen @unigoettingen in den kommenden Jahren mit insgesamt rund einer Million Euro. Mit rund 350.000 Euro kann das Röntgenmikroskop #GINIX am Deutschen Elektronen #Synchrotron ( @DESY ) in Hamburg weiterentwickelt werden. Weitere 650.000 Euro fließen in ein gemeinsames Projekt mit der Europäischen Synchrotronstrahlungsquelle #ESRF in #Grenoble.“

https://uni-goettingen.de/de/3240.html?id=7880

Eine „Technik, die mich begeistert“ ist jedenfalls unser 3D-Röntgenmikroskop #GINIX @DESY, heute mal in einer anderen Ansicht zum #FotoVorschlag.

#SciComm #XRay #Synchrotron #WissKomm #PhysikEdu

Foto, Blick ins Innere eines 3D-Röntgenmikroskopes. Es sind zahlreiche Motoren und Alu-Flächen zu sehen. Links ein großer Röntgendetektor, in dessen Schutzfolie sich Teile des Experimentieraufbaus wiederspiegeln; von oben ragt eine Webcam ins Bild; im Hintergrund Zuleitungen (Kabel, Luft, Gase) an der Wand. Viele Kabel, viel Gedöns, viel Flexibilität für die Forschung.

Gleich beginnt die nächste Postersitzung beim #DESY Nutzerinnentreffen #UM25 – mein heutiger Beitrag:

"#FPGA Based Live-Reco for #Tomography: Preparing for 4th Generation Data Rates"

Mit dem Upgrade zum #PetraIV #Synchrotron erwarten wir eine rund hundertfach höhere Datenrate, speziell in der Parallelstrahl-#Tomografie an der #GINIX könnten es ca. 3 Petabyte täglich werden. Hier studieren wir eine Live-Rekonstruktion des Datenstroms mittels programmiererbarer Hardware.

https://sci.photos/QR/UM25/#ginix

Das wissenschaftliche Poster beschreibt den Einsatz von FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) in der Echtzeit-Tomographie und deren Vorbereitung auf die Datenvolumen der vierten Generation von Synchrotronstrahlungsquellen. Es wurde von der Universität Göttingen und DESY Photon Science entwickelt.

– FPGA Based Live-Reco for Tomography: Das Poster stellt dar, wie FPGAs verwendet werden, um die Datenverarbeitung in der Tomographie zu optimieren, insbesondere für das Göttingen Instrument for Nano-Imaging with X-Rays (GINIX) an den PETRA III und IV Strahlrohren.
– Contrast Transfer Function - Fourier Filter: Es wird erläutert, wie die Kontrastübertragungsfunktion mit Hilfe eines Fourier-Filters modelliert und als Faltung im Realraum implementiert wird. Hierbei werden Vorteile der FPGA-basierten Verarbeitung, wie schnelle Fourier-Transformationen und Realraumfaltungen, diskutiert.
– Fourier vs. Convolution: Vergleich der Methoden in Bezug auf die Bildrekonstruktion und Datenverarbeitungseffizienz.
– GINIX II @ PETRA IV: Processing Problem: Ein Abschnitt des Posters befasst sich mit den Herausforderungen der Datenverarbeitung bei hochauflösender Nano-Bildgebung, wobei Lösungsansätze über FPGAs aufgezeigt werden.
– FPGAs as Pipelined Streaming Processor: Hier wird die Überlegenheit von FPGAs gegenüber traditionellen CPUs hervorgehoben, insbesondere hinsichtlich ihrer Programmierbarkeit und Fähigkeit zur Verarbeitung von Streaming-Daten.

[ChatGPT 4o]

Mit Tools wie diesen (tomat0r, interner Name clickytomo) verbinden wir die einfache Konfiguration komplizierter hochdimensionaler Messungen (verschachtelte Schleifen zum Stitchen von 3D-Tomogrammen) mit der Speicherung von #Metadaten zur automatisierten Auswertung am 3D-#Röntgen-#Mikroskop #GINIX @ #DESY.

#UM25

Screenshot einer simplen Web-GUI zur Eingabe der Probengröße für ein 3D-Röntgenmikroskop: aus Höhe und Durchmesser wird ein Stitch-Muster vorgeschlagen, um das Objekt mit dem Röntgenstrahl abzurastern.

HIer eine unserer jüngsten Arbeiten zu den Tasthaaren (Vibrissen), gemessen mit hochauflösender 3D-Röntgenmikroskopie:

Ca. 5 % der Nerven sind oberflächlich, 32 % unmyelinisiert und 63 % tief und myelinisiert. Eine Cluster-Analyse zeigte neue clubförmige Subtypen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die Nerven sind so angeordnet, dass sie gezielt Berührungen bei Vorwärtsbewegungen der Haare erfassen können.

https://doi.org/10.1038/s41467-024-55468-4

#GINIX #UM25 #DESY #Tomographie

Abbildung 1 aus der Publikation; übersetzte Beschreibung:

(a) Fotografie eines Rattengesichts mit den typischen mystaziellen Vibrissen.

(b) Schematische Darstellung der Röntgen-Phasenkontrast-Bildgebung am GINIX-Parallellstrahl-Setup (DESY, Voxelgröße 650 nm).

(c) 3D-Darstellung des aufgenommenen C2-Follikel-Datensatzes.

(d) Virtueller 2D-Schnitt durch den Follikel zeigt detaillierte anatomische Strukturen (gelber Ausschnitt = axonale Innervation). Der Ausschnitt zeigt myelinisierte Axone des tiefen Vibrissalnervs in hoher Vergrößerung.

(e) 3D-Darstellung der dicht rekonstruierten Follikelanatomie, einschließlich Kapsel (transparent grau), Kavernösem Sinus (rot), Ringsinus (rot), Ringwulst (gelb), Merkelzellregion (pink), innerem konischen Körper (mint), Talgdrüse (grün) und axonaler Innervation (zufällige Farbzuteilung).

(f) Hochauflösende 3D-Darstellung von 174 myelinisierten und ≥58 nicht-myelinisierten Axonen des tiefen Vibrissalnervs (unten) sowie 14 zirkumferenziellen lanzettförmigen Axonen (oben), die vom oberflächlichen Vibrissalnerv versorgt werden.

Und jetzt: der Lurch 🦎 aus Göttingen beim #UM25 @ #DESY:

Phase retrieval for full-field 3d imaging of biological tissues @ #GINIX

The frontiers:
– Methods & Algorithms
– Instrument development
– Biomedical Projects
– Image analysis & Segmentation

→ http://dx.doi.org/10.1107/S1600577515007742

Foto eines 3D-Röntgenmikroskopes mit vielen technischen Dingen.

Die #P10-Beamline hat's innen Spiegel geschafft.

Leider nicht unsere #GINIX in der Strahlposition, sondern der „normale“ Aufbau:

https://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/zeitenwende-in-der-wissenschaft-desy-in-hamburg-soll-sich-fuer-sicherheitsrelevante-forschung-oeffnen-a-7c192bdc-85c5-468a-8261-a6f4002275a5

#Zeitenwende crossover #BeamlineLeben

▶ Donnerstag: 172…334
▷ 172: UGö: #GINIX (#FPGA-Tomo, #Metadata)
▷ 227: UKiel: FAIR study of light-induced phase transitions
▷ 233: USiegen: #XPCS and DAPHNE
▷ 264: USiegen: XPCS as a DAPHNE Use Case
▷ 283: UKiel: contributions to DAPHNE
▷ 283: Daphne consortium: #RDM at #Synchrotron facilities

🦄🎤 Achtung Achtung, mehr Power *grunz, mehr Signal *grunz, mehr Mikroskop!
🦄 Ich wiederhole: #SciHorn hat die #GINIX 🔬 gereparariert!
🦄😊😊
👨‍🔬👍
🦄😊

Max Horn, das bunte Strickhorn, betrachtet konzentriert das Display eines Digitaloszilloskops der Marke Rohde & Schwarz RTB2004. Auf dem Bildschirm sind zwei differentielle Signalkurven (gelb und grün) sowie deren Differenzkurve dargestellt. Die Signale stammen vom Motorencoder des Röntgenmikroskops. Die Amplitude der Kurven beträgt etwa 1 Volt, was den Erwartungen entspricht.

Zusätzlich zeigt das Display eine Versorgungsspannung von ca. 5,1 Volt an, was darauf hinweist, dass die Elektronik ordnungsgemäß funktioniert. Max scheint stolz auf die erfolgreiche Reparatur des Röntgenmikroskops zu sein, die er durchgeführt hat. Die detaillierte Analyse und Darstellung der Signale auf dem Oszilloskop verdeutlichen den technischen Erfolg und die Präzision der durchgeführten Arbeiten.

🦄 Achtung Achtung, dies ist 1 aktüller Plan zur Zukunft unseres #Röntgenmikroskop 🔬 #GINIX, ich wiederhole: die Zukunft beginnt 3 Jahre später.

👨‍🔬 mindestens … 🙄
🦄 orrr

#GINIX

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