X射线CT装置及其校正方法和装置、测定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种X射线CT装置及其校正方法和装置、测定方法和装置，在使尺寸预先已知的球形校正治具(30)与被检体(W)接触的状态下进行CT扫描来生成体数据，获取该体数据中的被检体(W)表面形状的轮廓，并且根据球形校正治具(30)的中心坐标来计算球形校正治具(30)的边界面，求出用于使根据所述轮廓的斜率求出的被检体W的边界面与球形校正治具(30)的边界面一致的校正值，使用该校正值来校正被检体(W)的边界面，使用该校正后的边界面来求出被检体(W)的形状。由此，通过高精度地检测被检体的边界面来实现测量用X射线CT的高精度化。

【技术实现步骤摘要】
X射线CT装置及其校正方法和装置、测定方法和装置相关申请的交叉引用在此通过引用将关于2019年9月20日提交的包括说明书、附图、权利要求的日本申请No.2019-172253的公开内容，通过引用其全部而合并于此。
本专利技术涉及一种测量用X射线CT装置的校正方法、装置、测定方法和装置、以及测量用X射线CT装置，尤其涉及一种通过高精度地检测被检体的边界面能够实现高精度化的测量用X射线CT装置的校正方法和装置、测定方法和装置、以及测量用X射线CT装置。
技术介绍
在1970年代，医疗用X射线CT装置投入实际使用，基于该技术，从1980年代初期开始出现用于工业产品的X射线CT装置。从那时起，工业用X射线CT装置使用于对从外观上难以确认的铸件的气孔、焊接部件的焊接不良以及电子电路部件的电路图案的缺陷等的观察、检查中。另一方面，近年来，随着3D打印机的普及，不仅需要观察、检查3D打印机进行加工的加工品内部，对内部构造的3D尺寸的测量及其高精度化的需求也不断增加。相对于上述的技术趋势，测量用X射线CT装置主要以德国为中心开始普及(参照日本特开2002-71345号公报、日本特开2004-12407号公报)。在该测量用X射线CT装置中，将测定对象配置于旋转台中心，一边使测定对象旋转一边进行X射线照射。在图1中示出使用于测量的通常的X射线CT装置1的结构。在遮蔽X射线的罩10之中存在照射锥束状的X射线13的X射线源12、检测X射线13的X射线检测器14、放置被检体W并且使被检体W旋转以进行CT摄像的旋转台16、以及用于调整拍进X射线检测器14的被检体W的位置、倍率的XYZ移动机构部18，并且包括控制这些器件的控制器20以及通过用户操作来向控制器20提供指示的控制PC22等。控制PC22除了控制各器件以外，还具有对拍进X射线检测器14的被检体W的投影图像进行显示的功能以及根据被检体W的多个投影图像来重建断层图像的功能。如图2所示，从X射线源12照射的X射线13透过旋转台16上的被检体W后到达X射线检测器14。一边使被检体W旋转一边通过X射线检测器14得到全部的方向的被检体W的透过图像(投影图像)，使用反投影法、逐次逼近法等重建算法来进行重建，由此生成被检体W的断层图像。通过控制所述XYZ移动机构部18的XYZ轴和旋转台16的θ轴，能够使被检体W的位置移动，从而能够调整被检体W的摄影范围(位置、倍率)、摄影角度。为了得到作为X射线CT装置1的最终目标的被检体W的断层图像或体数据(被检体W的立体像或断层图像的在Z轴方向上的集合)，进行被检体W的CT扫描。CT扫描包括被检体W的投影图像获取和CT重建这两个处理，在投影图像获取处理中，在X射线照射期间使载置有被检体W的旋转台16以固定速度连续地选择或以固定步长间歇地旋转，获取整周方向(固定间隔)的被检体W的投影图像。使用反投影法、逐次逼近法等CT重建算法，如图3所例示的那样对得到的整周方向(固定间隔)的投影图像进行CT重建，由此得到被检体W的断层图像或体数据。在使用测量用X射线CT装置进行被检体的测量时，如上述那样，首先执行CT扫描来获取被检体的体数据，检测该体数据的表面形状，之后对表面形状实施各测量。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在所述的工序之中存在如下问题：关于表面形状，由于X射线源、X射线检测器的特性使得难以准确地检测表面形状的边界，对测定精度产生很大影响。本专利技术是为了解决所述以往的问题点而完成的，因此其课题在于通过一并测定被检体和预先已知尺寸的球形校正治具来高精度地检测被检体的边界面，由此实现测量用X射线CT的高精度化。用于解决问题的方案体数据的表面形状(边界面)的轮廓为如图4那样具有宽度的曲线形状，难以根据该轮廓来检测接近真值的边界面。然而，如果为如图5所示的由单一材质构成的球体(完美球体)30的体数据，(如果已经应用了与X射线有关的校正)，则无论在哪个部位，球表面形状的轮廓都为同种程度，因此无论将轮廓的哪个位置设为边界面都能够大致高精度地求出球的中心坐标。因此，在本专利技术中，使具有已知尺寸的单一材料的球体(以后称作球形校正治具)与被检体接触来进行CT扫描，并且通过得到它们的体数据来高精度地检测被检体的边界面。如前述的那样，关于球形校正治具，能够高精度地求出其中心坐标。另外，球形校正治具的尺寸是已知的，因此也能够高精度地求出球形校正治具的边界面。为了高精度地检测被检体W的边界面，需要如图6所示那样正确地求出被检体W与球形校正治具30的接触点，但为此需要求出接触方向。在边界面的检测中，用户例如根据被检体W的材质来选择检测哪个边界面。在进行该选择时，能够决定存在应该检测的边界面的大致的方向，能够使用该信息来求出接触方向(在图6中为水平方向)。在以通过用户进行的边界面选择决定的大致的方向设为探索基准方向时，一边以探索基准方向为中心使方向逐渐偏离一边确认轮廓，来判定有无接触。例如如图7所示，当将沿从探索基准方向微小地偏离后的方向延伸的、以球形校正治具30的中心坐标为起点的向量设为A、B、C时，在作为结果得到的轮廓中，沿向量方向按照球形校正治具30、空气层、被检体W的顺序显示成分。在此，在球形校正治具30与被检体W之间不包括空气层时的向量可以说是正在接触的条件，因此确认在球形校正治具30的边界面周边没有空气层。相比于球形校正治具30、被检体W而言，空气层更容易使X射线透过，因此作为轮廓的成分显示得低。因此，可以说在各向量A、B、C的轮廓中，球形校正治具30的边界面周边的成分最高的向量接近接触方向。像这样，以探索基准方向为中心进行探索以得到期望的轮廓，求出精度高的探索方向，计算接触点。为了使用通过以上方法求出的接触点来高精度地求出被检体W的边界面，如图8所示那样利用根据轮廓的斜率等求出的边界面。能够将通过球形校正治具30求出的接触点与根据轮廓的斜率求出的接触点的差用作校正值。通过该接触方向(接触点)的轮廓求出的校正值能够应用于当时相同的被检体的边界面(相同材质)的整体或局部。另外，球形校正治具30由树脂、铝、铁等材质制成，能够根据CT扫描时的X射线测定条件(管电压、管电流等)、被检体W的材质恰当进行选择。本专利技术是基于上述见解而完成的，通过测量用X射线CT装置的校正方法来解决上述课题，该测量用X射线CT装置的校正方法的特征在于，测量用X射线CT装置一边使配置于旋转台上的被检体旋转一边照射X射线，重建该被检体的投影图像来生成被检体的断层图像，在进行该测量用X射线CT装置的校正时，在使尺寸预先已知的球形校正治具与被检体接触的状态下进行CT扫描来生成体数据，获取该体数据中的被检体表面形状的轮廓，并且根据球形校正治具的中心坐标来计算球形校正治具的边界面，求出用于使根据所述轮廓的斜率求出的被检体的边界面与球形校正治具的边界面一致的校正值。在此，能够将所述球形校正治具的材质设为与所述被检体相同的材质。本专利技术还涉及一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量用X射线CT装置的校正方法，其特征在于，/n所述测量用X射线CT装置一边使配置于旋转台上的被检体旋转一边照射X射线，重建被检体的投影图像来生成被检体的断层图像，在进行所述测量用X射线CT装置的校正时，/n在使尺寸预先已知的球形校正治具与被检体接触的状态下进行CT扫描来生成体数据，/n获取所述体数据中的被检体表面形状的轮廓，并且根据球形校正治具的中心坐标来计算球形校正治具的边界面，/n求出用于使根据所述轮廓的斜率求出的被检体的边界面与球形校正治具的边界面一致的校正值。/n

【技术特征摘要】
20190920 JP 2019-1722531.一种测量用X射线CT装置的校正方法，其特征在于，
所述测量用X射线CT装置一边使配置于旋转台上的被检体旋转一边照射X射线，重建被检体的投影图像来生成被检体的断层图像，在进行所述测量用X射线CT装置的校正时，
在使尺寸预先已知的球形校正治具与被检体接触的状态下进行CT扫描来生成体数据，
获取所述体数据中的被检体表面形状的轮廓，并且根据球形校正治具的中心坐标来计算球形校正治具的边界面，
求出用于使根据所述轮廓的斜率求出的被检体的边界面与球形校正治具的边界面一致的校正值。


2.一种测量用X射线CT装置的校正装置，所述测量用X射线CT装置一边使配置于旋转台上的被检体旋转一边照射X射线，重建被检体的投影图像来生成被检体的断层图像，所述测量用X射线CT装置的校正装置的特征在于，具备以下单元：
在使尺寸预先已知的球形校正治具与被检体接触的状态下进行CT扫描来生成体数据的单元；
获取该体数据中的被检体表面形状的轮廓并且根据球形校正治具的中心坐标来计算球形校正治具的边界面的单元；以及
求出用于使根据所述轮廓的斜率求出的被检体的边界面与球形校正治具的边界面一致的校正值的单元。


3.一种测量用X射线CT装置的测定方法，其特征在于，
所述测量用X射线CT装置一边使配置于旋转台上的被检体旋转一边照射X射线，重建被检体的投影图像来生成被检体的断层图像，在利用所述测量用X射线CT装置进行测定时，
在使尺寸预先已知的球形校正治具与被检体接触的状态下进行CT扫描来生成体数据，
使用通过根据权利要求1所述的方法求出的校正值来求出被检体的边界面，
使用该边界面来求出被检体的形状。


4.根据权利要求3所述的测量用X射线CT装置的测定方法，其特征在于，
事先针对所述被检体的测定面的每个法线方向求出校正值，并针对校正值与材质的每个组合制作数据库，在进行被检体的测定时，从数据库中读出与测定面的法线方向对应的校正值用以进行测定。


5.一种测量用X射线CT装置的测定装置，所述测量用X射线CT装置一边使配置于旋转台上的被检体旋转一边照射X射线，重建被检体的投影图像来生成被检体的断层图像，所述测定装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野秀光，今正人，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP