用于生成X射线图像数据的方法技术

本公开涉及用于生成X射线图像数据的方法。X射线图像数据通过包括X射线源和X射线检测器的X射线系统生成，X射线检测器具有多个有规律排列的像素，其中：指定具有多个参数的数学散射辐射模型；通过X射线系统扫描测试对象，生成第一和第二原始数据集；在生成第二原始数据集时，X射线掩模被插入在X射线源与测试对象之间，其具有对X射线透明的区域和对X射线不透明的区域；基于第一和第二原始数据集确定用于校准散射辐射模型的参数值；通过X射线系统扫描检查对象，以生成第三原始数据集；通过经校准的散射辐射模型处理第三原始数据集，以生成经校正的第三原始数据集；并基于经校正的第三原始数据集，从检查对象生成一组X射线图像数据。

A method for generating X ray image data

The present disclosure relates to a method for generating X ray image data. The X ray image data is generated by the X ray system including the X ray source and the X ray detector. The X ray detector has several regularly arranged pixels, in which the mathematical scattering radiation model with multiple parameters is specified; the first and second original data sets are generated by scanning the test object by the X ray system; the generation of the first and second original data sets is generated, and second is generated. In the original dataset, the X ray mask is inserted between the X ray source and the test object, which has the region that is transparent to the X ray and the area that is opaque to the X ray; based on the first and second original data sets, the parameter values for the calibration of the scattering radiation model are determined; the object is scanned by the X ray system to generate the third original number. According to the set, third original data sets are processed through the calibrated scattering radiation model to generate the corrected third original dataset; and a set of X ray image data is generated from the checked object based on the corrected third original dataset.

【技术实现步骤摘要】
用于生成X射线图像数据的方法
本专利技术涉及一种用于通过一个X射线系统来生成X射线图像数据的方法，X射线系统包括一个X射线源和一个X射线检测器，该X射线检测器具有多个有规律排列的像素。本专利技术还涉及一种被配置为执行对应方法的一种X射线系统和一种数据处理单元。
技术介绍
通常，用于生成X射线图像数据的方法(即使用X射线的成像方法)利用以下情形：在穿过一个检查对象时，X射线的强度通过吸收而被衰减，这种吸收一方面由取决于检查对象的材料结构，另一方面取决于通过检查对象的路径长度。利用这种方法，在与材料相互作用时还会发生X射线的附加散射，这种附加散射通常也导致生成的这些图像的质量显著降低。为此，期望减少这些散射的X射线(也称为散射辐射)对这种成像方法的影响。一种已知的解决方案是使用所谓的准直仪或散射辐射栅格，借助于这些准直仪或散射辐射栅格，大部分散射辐射在穿过检查对象之后、并在任何可能的技术测量之前被吸收，并且因此从辐射场中被过滤掉。由此带来的缺点在于：这些准直仪或散射辐射栅格一方面有时占据大量空间，另一方面还会吸收一些不再可用于技术测量的非散射X射线。另一种方法规定：通过距检查对象足够远处(“气隙”)的一个检测器来执行X射线的技术测量，并且由于散射X射线的主要部分在与非散射X射线不同的传播方向上被传播，从而确保散射X射线的主要部分能够绕开检测器。然而，在许多情况下，检测器与检查对象之间的距离无法按照所期望的那样来选择。上述方法的进一步描述例如可以在以下出版物中找到：[1]ROBERTG.GOULD硕士和JOHNHALE博士在AmericanJournalofRoentgenology(1974年9月，第122卷，第1期)上发表的“CONTROLOFSCATTEREDRADIATIONBYAIRGAPTECHNIQUES:APPLICATIONSTOCHESTRADIOGRAPHY”。[2]KrolA1,BassanoSINCE,ChamberlainCC,PrasadSC在MedPhys.(1996年7月；23(7):1263-70)上发表的“Scatterreductioninmammographywithairgap”。[3]弗里德里希-亚历山大大学(FAU)的医学物理学学院的MatthiasBaer等人在iCT2012上发表的“ScatterCorrectionMethodsinDimensionalCT”。公布文本DE102011006400A1和DE10055739B4也涉及散射辐射(即X射线的散射)的主题。在这两个案子中，使用了确定散射辐射分量的方法。
技术实现思路
基于上文所述，本专利技术的目的是公开一种用于生成X射线图像数据的有利方法，以及被配置为执行对应方法的一种X射线系统和/或一种数据处理单元。根据本专利技术，该方法被实现为：具有权利要求1的多个特征的一种方法、具有权利要求16的多个特征的一种X射线系统以及具有权利要求17的多个特征的一种数据处理单元。多个优选的变形被包含在多个从属权利要求中。关于该方法所描述的多个优点和多个优选实施例也可以被类似地转移到X射线系统和/或数据处理单元，反之亦然。在本上下文中，一种相应的方法被用于生成X射线图像数据，并且优选地与多种工业应用相适应。因此，该方法特别地被用于检验产品或中间产品的质量缺陷。在本上下文中，该方法有利地被实施以便按照一种尽可能简单的方式、并在相对短的时间内，通过X射线来检查多个非常相似的对象。在本上下文中，X射线图像数据通过一个X射线系统被生成，例如通过一个计算机断层扫描仪被生成，X射线系统包括一个X射线源和一个X射线检测器，并且通常包括一个数据处理单元。在此，优选地，X射线检测器被实施为一个所谓的间接变换X射线检测器，并且优选地进一步包括多个有规律排列的像素，这些像素通常被排列在多行和多列中。该方法还被用于生成相对高质量的X射线图像数据，在X射线图像数据中，来自所谓的散射辐射(即来自在
技术介绍
中所述的散射X射线)的不利并且因此不希望的影响得以减少。为此，该方法公开了一个具有多个参数的数学散射辐射模型，其中所述模型基于X射线图像数据的生成，并且为此被保持驻留在数据处理单元中(至少当数据处理单元存在时)。在本上下文中，数学散射辐射模型通常被指定一次，例如，在设置X射线系统和/或上述数据处理单元时被指定，因此散射辐射模型例如是上述X射线系统的操作系统的一部分，优选地，散射辐射模型仅在维护工作的上下文中被调整或更新。另一方面，在正常操作中，通常仅散射辐射模型参数的参数值被调整，其中对于要通过X射线系统来检查的对象而言，优选地，这种调整并非针对对象的每次检查来执行，而是通常在校准过程的上下文中被执行，在校准过程之后，通常会检查多个相似的对象，而不对这些参数值进行任何调整。然而，在各种情况下，根据此处所描述的方法，首先指定一个数学散射辐射模型。然后，在一个校准过程的上下文中，通过X射线系统来扫描一个测试对象从而生成第一原始数据集，并且测试对象被又一次扫描从而生成第二原始数据集，其中在X射线系统中，为了生成第二原始数据集，一个X射线掩模被插入在X射线源与测试对象之间，X射线掩模具有：对X射线透明的至少一个区域，以及对X射线不透明的至少一个区域。在此，关于是首先执行没有X射线掩模的扫描、还是首先执行具有X射线掩模的扫描，在原理上，对于该方法本身而言都是可行的，因此根据一个备选变形，该方法可以逆序执行。在本上下文中，X射线掩模通常具有一个板状的形状，并且优选地，以与X射线检测器平行的方式被对准。在本上下文中，X射线掩模被用于阻挡X射线在某些方向上的传播，并且以这种方式来遮蔽X射线检测器上的某些区域，由于从X射线源到X射线检测器上的这些受遮蔽区域的直接路径受到阻挡，因此可以假设：仅散射X射线能够碰撞X射线检测器的这些受遮蔽区域。通过使用这种X射线掩模，能够使用已知原理来生成关于散射辐射的统计数据，其中所述统计数据是测试对象的特征，并且这种特征散射辐射将由数学散射辐射模型来描述。针对散射辐射模型的参数，一方面，基于第一原始数据集、另一方面基于第二原始数据集，来进一步确定这些参数的参数值，其中这些参数值被用于校准散射辐射模型，并且因此适应于作为测试对象特征的统计数据。在此，根据一个变形，对这些参数值的确定借助于数据处理单元的评估工具而被半自动地执行，或者被数据处理单元完全自动地执行。在下文中，经校准的散射辐射模型被用于检查至少一个检查对象(即，待检查对象)，尽管检查对象与测试对象通常不同，但是检查对象通常与测试对象相似，其中通过X射线系统来扫描一个对应的检查对象，以生成一个第三个原始数据集。在本上下文中，为了生成第三原始数据集，X射线掩模从光束路径中被再次移除。备选地，检查对象也被用作测试对象。然后，第三原始数据集通过经校准的散射辐射模型而被处理，以生成经校正的第三原始数据集，最后，基于经校正的第三原始数据集，一组X射线图像数据从检查对象而被生成。如上文所述，有利地，以此方式校准的散射辐射模型不仅基于针对一个检查对象的检查，而且还基于针对不同检查对象(这些检查对象优选为彼此相似)的多次检查或扫描。因此，例如，通过X射线系统，可以渐进地检查一个批次中的多个已完成部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过一个X射线系统(2)来生成X射线图像数据的方法，所述X射线系统(2)包括一个X射线源(4)和一个X射线检测器(6)，所述X射线检测器(6)具有多个有规律排列的像素(8)，其中‑一个具有多个参数的数学散射辐射模型被指定(A)，‑一个测试对象(14)通过所述X射线系统被扫描，以生成一个第一原始数据集(B1)，‑所述测试对象(14)通过所述X射线系统被扫描，以生成一个第二原始数据集，其中为了生成所述第二原始数据集，一个X射线掩模(12)被插入在所述X射线源(4)与所述测试对象(14)之间，所述X射线掩模(12)具有对X射线透明的至少一个区域(16)，并且具有对X射线不透明的至少一个区域(18)(B2)，‑对于所述散射辐射模型的所述多个参数的多个参数值的确定一方面是基于所述第一原始数据集，而另一方面是基于所述第二原始数据集，所述散射辐射模型利用所述多个参数值而被校准(B3)，‑一个检查对象(14)通过所述X射线系统(2)被扫描，以生成一个第三原始数据集(C1)，‑所述第三原始数据集通过经校准的所述散射辐射模型被处理，以生成一个经校正的第三原始数据集(C2)，以及‑基于所述经校正的第三原始数据集，一组X射线图像数据从所述检查对象(14)被生成(C3)。...

【技术特征摘要】
2016.10.14 DE 102016220096.81.一种用于通过一个X射线系统(2)来生成X射线图像数据的方法，所述X射线系统(2)包括一个X射线源(4)和一个X射线检测器(6)，所述X射线检测器(6)具有多个有规律排列的像素(8)，其中-一个具有多个参数的数学散射辐射模型被指定(A)，-一个测试对象(14)通过所述X射线系统被扫描，以生成一个第一原始数据集(B1)，-所述测试对象(14)通过所述X射线系统被扫描，以生成一个第二原始数据集，其中为了生成所述第二原始数据集，一个X射线掩模(12)被插入在所述X射线源(4)与所述测试对象(14)之间，所述X射线掩模(12)具有对X射线透明的至少一个区域(16)，并且具有对X射线不透明的至少一个区域(18)(B2)，-对于所述散射辐射模型的所述多个参数的多个参数值的确定一方面是基于所述第一原始数据集，而另一方面是基于所述第二原始数据集，所述散射辐射模型利用所述多个参数值而被校准(B3)，-一个检查对象(14)通过所述X射线系统(2)被扫描，以生成一个第三原始数据集(C1)，-所述第三原始数据集通过经校准的所述散射辐射模型被处理，以生成一个经校正的第三原始数据集(C2)，以及-基于所述经校正的第三原始数据集，一组X射线图像数据从所述检查对象(14)被生成(C3)。2.根据权利要求1所述的方法，其中-至少一个另外的检查对象通过所述X射线系统(2)被扫描，以生成一个另外的原始数据集(C1)，-每个另外的原始数据集通过经校准的散射辐射模型被处理，以生成一个相关联的经校正的原始数据集(C2)，以及-基于每个经校正的原始数据集，相关联的一组X射线图像数据从对应的所述检查对象(14)被生成(C3)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述数学散射辐射模型由一个校正函数表征，利用所述校正函数，来校正为获得一个原始数据集、而利用所述X射线检测器(6)的具有坐标u和v的一个像素(8)测量的强度I(u,v)，这样校正的强度IK(u,v)被用于生成对应的校正原始数据集。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述校正函数包括一个校正项KS(u,v)，所述校正项KS(u,v)描述经测量的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·朗，N·马斯，F·登纳莱因，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE