确定至少一个评估测量数据所需的几何参数的计算机实现方法技术

本发明专利技术涉及确定至少一个评估测量数据所需的几何参数的计算机实现方法，其中，该测量数据是借助对具有构件几何形状的构件的透射射线测量确定的，其中，通过该测量数据生成数字构件表示，其中，该方法(100)包括以下步骤：借助对构件的透射射线测量确定测量数据的步骤(102)；识别该数字构件表示中和/或构件几何形状中的区域作为参考区域的步骤(104)；借助该参考区域确定至少一个评估所确定的测量数据所需的几何参数的步骤(106)。利用该方法(100)，需要比现有技术更低的计算能力。此外，可以毫不费力地使用该方法(100)。可以毫不费力地使用该方法(100)。可以毫不费力地使用该方法(100)。

【技术实现步骤摘要】
确定至少一个评估测量数据所需的几何参数的计算机实现方法


[0001]本专利技术涉及确定至少一个评估测量数据所需的几何参数的计算机实现方法。

技术介绍

[0002]物体或生物的内部可以借助透射射线照片例如像计算机断层扫描测量图像来显示。为了例如能够进行计算机断层扫描测量必须知道几何校准，对于每个单独拍摄的透射射线照片，几何校准来自辐射源、探测器和待测物体的彼此几何定位和取向。在一张单独的透射射线照片中，辐射源、探测器和构件的彼此几何定位和取向、特别是X射线源和探测器关于构件或转台的姿态可被称为拍摄几何形状。重建需要几何校准，在重建时，从具有物体的不同拍摄几何形状的大量透射射线照片中确定物体的体数据。几何校准错误会导致重建体数据中的图像错误，例如模糊边缘、双边缘或扭曲等，因而在执行尺寸测量或其它分析如缺陷分析时生成测量误差。
[0003]为了进行几何校准，需要知道用于对物体进行透射射线测量的装置的几何参数。在通常情况下，每个单独透射射线照片需要九个参数或自由度(也称为DoF)。当选择待测刚性物体作为参考时，它们是关于探测器的三个平移参数和三个回转参数以及关于射线源的三个平移参数。但其它定义也是可能的。通过这种方式，可以建立对应于二维投影的透射射线图片的像素与三维体数据的空间坐标或体素的对应关联。这种一般情况例如在计算机断层扫描机器人的复杂运动轨迹的情况下需要确定用于每个透射射线照片的参数。在此，针对每个透射射线照片确定局部参数。
[0004]在某些运动轨迹例如轴向计算机断层扫描术的环形运动轨迹下或在螺旋计算机断层扫描术中，可能有较少参数。在这种情况下确定全局参数，可从中根据运动轨迹的设定来确定用于每个单独透射射线图片的全局参数。这并不排除对于每个单独透射射线照片用全局参数记录下与理想拍摄几何形状的偏差，所述偏差已直接在局部参数中予以考虑。
[0005]但特别是计算机断层扫描机器人和C臂计算机断层扫描仪一般不能精确定位探测器和辐射源。这不仅涉及系统性偏差，也涉及随机偏差，因此在每次测量中与理想拍摄几何形状的偏差可能是不同的。除系统性偏差外，正常轴向计算机断层扫描仪还具有随机偏差，其例如由热效应、旋转轴线晃动、在辐射源或轴线中的光点缓慢漂移、管子点蚀、轴线的振动、偏差或误差引起。此外，在透射射线测量期间的待测物体或生物的运动也可能是起因。
[0006]从US 7186023B中已知在所有需要的拍摄几何形状中事先或事后透射专用标准。这可被称为所谓的离线校准。依据单独透射射线照片中的标准的位置，可分别回算拍摄几何形状。但校准精度会随着时间推移而降低，因为用于执行透射射线测量的装置、尤其是计算机断层扫描机器人并不完全稳定。因此须定期重复所述校准或测定过程。这是耗时的。还可能造成在测量过程中也紧接在校准后出现漂移效应。另外，在灵活的或自适应的运动轨迹情况下，通常无法预先进行测定，因为尚不知道要使用的运动轨迹。
[0007]还已知从测量数据本身推导校准。这可被称为在线校准。通过在线校准，消除了与
将离线校准转移到测量时间点相关的不确定性。但这些校准本身通常不太精确，因为无法使用具有已知几何形状的专用标准。此外，这些做法计算成本高昂并且复杂。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的任务是提供一种计算机实现方法，其需要比现有技术更少的计算能力并且可以不太费力地使用。
[0009]在第一方面，本专利技术涉及一种确定测量数据评估所需的至少一个几何参数的计算机实现方法，其中，该测量数据是借助对具有构件几何形状的构件的透射射线测量来确定的，其中，通过测量数据生成数字构件表示，其中，该方法包括以下步骤：借助对构件的透射射线测量确定测量数据；识别数字构件表示中和/或构件几何形状中的区域作为参考区域；借助该参考区域确定至少一个评估所确定的测量数据所需的几何参数。
[0010]利用本专利技术，执行在线校准，其中确定高度精确的几何参数。为此，在由测量数据或透射射线照片的重建中生成的数字构件表示中识别至少一个参考区域。参考区域仅包括该构件的一部分，而不是整个构件。仅基于所述至少一个参考区域来确定评估所确定的测量数据、即例如尺寸测量所需的几何参数。为此，在构件几何形状中、即在透射射线照片或重建的体数据或其分段中，确定该构件之中或之上的区域或几何形状，其尽可能好地适于借此进行几何校准。理想情况下，该校准是与在专用标准的测量时一样地计算的，而无需对其扫描。这减少了校准工作。此外，与在已知的在线校准方法相比，需要较少的计算能力。有针对性地搜索据此执行校准或确定几何参数的合适参考区域。有目的地使用参考区域减少了所需计算时间(尤其在每次迭代时)，或者在适当情况下能够实现与已知的在线校准方法相比的更高的精度。
[0011]如果假定已知几何校准，则该方法例如可以进一步被用于确定其它几何效应的参数并通过此方式校正该效应。所述效应可能是探测器与标称形状的偏差和非刚性行为，即在测量过程中待测物体或构件的变形。
[0012]在一个示例中，可以知道三个几何效应中的两个的参数并且可以确定第三几何效应的参数。也可以想到同时确定两个甚至所有三个几何效应的参数。
[0013]具有所述几何形状的测量物体的所选几何形状或数字构件表示的且尤其是体数据的所选部分区域被称为参考区域。在一个示例中，该参考区域也可以借助对构件几何形状的已有先验知识来识别。该参考区域也可以在进行测量之前确定。
[0014]此外，例如可以确定透射射线照片或测量数据中的参考区域，例如具有高对比度和/或清晰边缘的区域。使用透射射线照片的如下区域，在该区域中，参考区域、即构件几何形状或数字构件表示的体数据的所选部分区域被成像。在此例如可以想到这针对每个投影来单独进行。
[0015]对所确定的测量数据的评估尤其可以包含重建。
[0016]评估所需的几何参数例如可以是描述在测量期间的拍摄几何形状、探测器与标称形状的偏差或构件非刚性行为的参数。
[0017]根据一个示例，所述至少一个几何参数可以描述被用于构件透射射线测量的拍摄几何形状。
[0018]这可以被称为用于执行透射射线测量的装置、特别是计算机断层扫描系统的几何
校准。参数化的一种可能性是通过九个参数或自由度来描述测量数据的每个透射射线照片。
[0019]此外，该方法可以例如在确定测量数据的步骤和识别数字构件表示和/或构件几何形状中的区域作为参考区域的步骤之间具有以下步骤：借助至少一个预定的几何初始参数从至少一部分所确定的测量数据中确定呈数字构件表示形式的构件初步重建，其中，在识别数字构件表示和/或构件几何形状中的区域作为参考区域的步骤中，识别数字构件表示中和/或基于数字构件表示的分段中的区域。
[0020]参考区域可以借助初步重建或数字构件表示或基于初步重建进行的分割来识别，其中，该初步重建基于至少一部分透射射线照片或测量数据来进行。这例如可能意味着该测量数据的确定尚未完成，但已有的测量数据或一部分已有的测量数据已被用于初步重建。
[0021]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定测量数据评估所需的至少一个几何参数的计算机实现方法，其中，所述测量数据是借助对具有构件几何形状的构件的透射射线测量来确定的，其中，通过所述测量数据生成数字构件表示，其中，所述方法(100)包括以下步骤：
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借助对构件的透射射线测量确定所述测量数据的步骤(102)；
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识别所述数字构件表示中和/或构件几何形状中的区域作为参考区域的步骤(104)；
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借助所述参考区域确定评估所确定的测量数据所需的至少一个几何参数的步骤(106)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个几何参数描述被用于对所述构件的透射射线测量的拍摄几何形状。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法(100)在确定所述测量数据的步骤(102)与识别所述数字构件表示中和/或构件几何形状中的区域作为参考区域的步骤(104)之间包括以下步骤：
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借助至少一个预定的几何形状初始参数，从所确定的测量数据的至少一部分确定呈数字构件表示形式的构件初步重建的步骤(108)，其中，在识别所述数字构件表示中和/或构件几何形状中的区域作为参考区域的步骤(104)中，识别所述数字构件表示中和/或基于所述数字构件表示的分段中的区域。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法(100)在确定至少一个几何参数的步骤(106)之后还包括以下步骤：
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只要不满足预定的终止标准，就重复(110)以下步骤：
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借助所述至少一个几何参数从所确定的测量数据的至少一部分确定呈数字构件表示形式的另一构件初步重建的步骤(112)；
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识别所述数字构件表示中的区域作为参考区域的步骤(114)；
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借助所述参考区域确定至少一个另外的几何参数的步骤(116)，该至少一个另外的几何参数替代所述至少一个几何参数并且对于测量数据评估是必需的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，确定至少一个几何参数的步骤(106)具有以下子步骤中的至少一个：
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确定在所述数字构件表示中所述参考区域彼此的相对位置，确定在所确定的测量数据的至少一部分中所述参考区域的投影位置，并且使用所述参考区域的所述位置和所述参考区域的所述投影位置确定至少一个几何参数的步骤(118)；和/或
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模拟在所述数字构件表示和/或基于所述数字构件表示的分段处的透射射线测量，其中，所述模拟生成模拟的测量数据，并且使用在所确定的测量数据中的参考区域与所述模拟的测量数据中的参考区域的比较来确定至少一个几何参数的步骤(120)；和/或
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改变所述数字构件表示的至少一个投影中的数字构件表示的至少一个几何参数，确定使用至少一个投影的构件重建的至少一个参考区域中的至少一个质量参数，重复所述至少一个几何参数的改变以及至少一个参考区域中的至少一个质量参数的确定，直到至少一个优化的几何参数具有是所有确定的质量参数的最大值的质量参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：音量制图法公司，
类型：发明
国别省市：