【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于借助x射线设备产生透视图像来重构平面对象中的体积的方法，该x射线设备具有管、探测器和位于管与探测器之间的对象。
技术介绍
1、本专利技术的应用领域是基于x射线的材料检验。工业公司如汽车工业或电子制造商在基于x射线的材料检验的范围内使用x射线系统，以便检验对象(尤其是构件)的特性。在此，使用x射线来成像提供了如下可能性，即，检查被隐藏的结构，而不破坏对象。
2、在x射线设备中执行该检验，该x射线设备作为成像系统具有x射线管(以下称为管)和x射线探测器(以下称为探测器)。在它们之间，待检查的对象被布置在操纵器上.根据x射线设备而定，上述三个部件中的一些或所有可以平移和/或旋转运动。整个装置位于辐射防护舱(下文称为舱)中。因为对于利用x射线设备拍摄的照片的几何形状来说重要的是管的焦点，所以管在下面也仅被称为焦点。
3、在对大的平面构件、像比如印制电路板的无损检验的情况下，可以在2d照片中实现非常高的放大率并且因此实现分辨率。然而因为在此仅仅涉及穿过整个对象的投影，所以在拍摄的图像中与所有包含在对象中的结构重叠并且不能对各个部件在深度上的位置进行说明。一种获得附加的深度信息的可能性提供了传统的计算机断层造影，其中在360°上从多个不同的角度分布地观察对象。然后，从这些照片中重构三维对象，从而可以确定所有部件在空间中的位置。然而，因为对象在该拍摄期间必须转动一次，而在此不发生与系统的部件的冲突，所以不能达到如在2d-检验中那样高的放大率m，因为该放大率通过焦点-探测器-间距(fdd)以及焦点-
4、在本申请的范围中，对象理解为如下物体，所述物体在二维(在一个方向上包括前述宽度的面)中比在其第三维(前面称作厚度)中延伸得更远数倍，所述第三维在本申请中称作深度。
5、为了实现对象的更好放大率—通常仅实现来自特别感兴趣的区域(roi＝感兴趣区域、region of interest)，其在本申请的范围内被称为体积)的信息—相对于传统的ct，由现有技术已知层析成像法。
6、在旋转式层析成像中，平面对象完全围绕一根垂直于对象面的轴旋转一次，该轴相对于光轴是倾斜的(要么通过实际的旋转轴倾斜，要么通过探测器倾斜)。由此可以相对于传统的ct实现更小的fod并且由此实现更高的放大率。然而由此产生的数据组不完整并且在重构的体积中出现伪影(所谓的小瑕疵)，其在深度上导致比在横向方向上更差的分辨率。层析成像角越大，深度分辨率越好。相对于传统的ct，为了良好的采样需要更少的投影(拍摄)，从而可以实现更小的剂量和更多的处理量。
7、其它层析成像法是圆形/椭圆形层析成像、平移层析成像、搅动层析成像和线性层析成像。
8、由现有技术同样已知，以可变的放大率执行ct方法以检验复合材料。在这种情况下，可以通过如下方式补偿在传统ct中过小的放大率，即，在可能会导致管和对象之间碰撞的透射角度中，fod以放大率为代价被放大到可以防止碰撞的程度。由此在扫描期间根据投影出现不同的放大率，这在从这些投影中重构体积时必须被注意。与层析成像不同，在此整个傅里叶空间被采样，从而可以防止典型的小瑕疵伪影。在该情况下，fod的改变沿着正弦曲线进行，该正弦曲线通过对象的最大尺寸限定，并且投影以均匀的角增量被拍摄。
技术实现思路
1、本专利技术的任务是，提供一种方法，利用该方法既可以实现可与2d检验相比较的高分辨率，又可以同时获得关于对象的各个分量在深层中的位置的信息，可与传统的ct比较，并且此外还相对于传统的ct提高了处理量并且降低了剂量负担。
2、通过特征的组合来解决所述任务，其中包括如下特征：改变管和旋转轴之间的间距，使得在对象围绕旋转轴旋转时，对象在每个转动角下都具有距管尽可能小的间距，其中该间距不低于可确定的最小间距。这对应于上述的可变放大率方法，如从用于检验复合材料的现有技术中已知的那样。由此相对于传统的ct改善了放大率。在可预先给定的转动角下拍摄所述透视图像，并且在旋转轴距管的间距较小时在相邻的可预先给定的转动角之间的角增量大于在旋转轴距管的间距较大时的角增量，与具有可变放大率的方法相比，减少了透视图像的数量，并因此减少了为重构体积所需的拍摄时间，这导致了较高的处理量，同时减少了作用在对象上的剂量负荷，由此降低了损坏对象的危险。体积的重构质量不会由于所述角增量的分布而相比于完全采样显著降低。x射线设备的各个成像部件的几何结构和运动可能性对应于传统的ct。在创建每个透视图像时，该体积布置在旋转轴上。
3、代替在管和探测器固定的情况下借助操纵器使得对象运动，在对象固定的情况下使由管和探测器组成的成像系统运动。此时，管相对于探测器的相对位置和定向不改变。成像系统围绕旋转轴转动，该旋转轴垂直于x轴(其通过来自管的焦点的矢量穿过待检查的体积来形成)并且平行于z轴(其垂直于通过对象的厚度形成的矢量)延伸。为此，成像系统可以平行于x轴移动。与第一替代解决方案中的旋转轴一样，转动轴在每次产生透视图像时也延伸穿过体积。
4、在第一替代解决方案中，作为本专利技术的另一个有利的改进方案规定，在该方法开始之前将对象固定在操纵器，使得由此形成的有效的旋转轴位于该体积中。由此，根据本专利技术的方法可以利用非常简单的操纵器轨迹来执行，该操纵器轨迹仅须沿着x轴平移地运动并且绕其旋转轴旋转地运动。
5、本专利技术的对此替代的有利的改进方案规定，借助操纵器沿着x轴和/或y轴的运动，针对每个角增量定位体积，使得体积总是位于相同的位置。因此，为了获得与上述实施方式相同的效果，必须使操纵器沿更复杂的轨迹运动，在该轨迹中必须进行沿x轴且平行于y轴的平移运动以及绕其旋转轴的旋转运动。这对应于对象围绕虚拟旋转轴的运动。
6、而在第二替代解决方案中，仅在前述段落中阐述的运动之一是有利的。在此，借助成像系统沿着x轴的运动对于每个角增量定位体积，使得由此产生的有效的转动轴位于体积中、尤其是位于其中心。这对应于成像系统围绕虚拟旋转轴的运动。
7、第二替代解决方案的一种有利的改进方案规定，管和探测器固定在框架上，该框架可以围绕平行于z轴定向的轴转动并且可以沿着x轴移动。从医学技术中已知类似的结构，其中在ct方法中成像系统大多安装在机架上。
8、本专利技术的以下所述的有利的改进方案涉及两种替代的解决方案。
9、本专利技术的一种有利的改进方案规定，x射线的中心射线位于x轴上并且在中心位置垂直地击中探测器。由此可以最佳地照射待检查的体积，而不会损失在如下侧的信息，在该侧上探测器的面关于中心射线更小。
10、本专利技术的相对于在上述段落中所述的改进方案的一种替代的有利的改进方案规定，x轴不是居中地击中探测器。由此也可以执行所谓的半射束扫描，其中体积几乎在探测器的边缘上成像，旋转轴或转动轴由此几乎位于x射本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于借助X射线设备产生透视图像来重构平面的对象(2)中的体积(5)的方法，所述X射线设备具有三个成像部件，所述三个成像部件为管(1)、探测器(3)和位于其间的操纵器，所述对象(2)固定在所述操纵器上，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述方法开始之前所述对象(2)固定在所述操纵器上，使得所述体积(5)位于所述操纵器的旋转轴(4)上。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，借助所述操纵器沿所述X轴和/或所述Y轴的运动对于每个角增量(dr°)定位所述体积，使得由此产生的有效的旋转轴(4)位于所述体积(5)中。
4.一种用于借助X射线设备产生透视图像来重构平面的对象(2)中的体积(5)的方法，所述X射线设备具有三个成像部件，所述三个成像部件为管(1)、探测器(3)和位于其间的对象支架，所述对象(2)固定在所述对象支架上，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述管(1)和所述探测器(3)被固定在框架上，所述框架能够围绕平行于所述Z轴定向的轴转动并且能够沿着所述X轴移动。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述X射线(10)的中心射线(11)位于X轴上并且在中心位置垂直地击中所述探测器(3)。
8.根据权利要求4所述的方法，其中X轴不是中心地击中所述探测器(3)。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，最大和最小的角增量(dr°)之间的比例对应于对象宽度与对象深度的比例。
10.根据权利要求4所述的方法，其中，所述角增量(dr°)与所述旋转轴(4)或所述转动轴距所述管(1)的间距成反比地改变。
11.根据权利要求4所述的方法，其中，所述对象(2)与所述管(1)之间的间距对于每个角增量(dr°)都在0.1到20mm之间。
12.根据权利要求4所述的方法，其中，不低于管(1)与旋转轴(4)之间或者管(1)与转动轴之间的可预先给定的最小间距。
13.根据权利要求4所述的方法，其中，所述最小间距至少被选择得如此大，使得所述体积(5)总是被完全照射。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，在旋转开始之前确定最小间距和/或最小距离的选择。
15.根据权利要求4所述的方法，其中，所述对象(2)是电子构件。
...【技术特征摘要】
1.一种用于借助x射线设备产生透视图像来重构平面的对象(2)中的体积(5)的方法，所述x射线设备具有三个成像部件，所述三个成像部件为管(1)、探测器(3)和位于其间的操纵器，所述对象(2)固定在所述操纵器上，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述方法开始之前所述对象(2)固定在所述操纵器上，使得所述体积(5)位于所述操纵器的旋转轴(4)上。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，借助所述操纵器沿所述x轴和/或所述y轴的运动对于每个角增量(dr°)定位所述体积，使得由此产生的有效的旋转轴(4)位于所述体积(5)中。
4.一种用于借助x射线设备产生透视图像来重构平面的对象(2)中的体积(5)的方法，所述x射线设备具有三个成像部件，所述三个成像部件为管(1)、探测器(3)和位于其间的对象支架，所述对象(2)固定在所述对象支架上，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述管(1)和所述探测器(3)被固定在框架上，所述框架能够围绕平行于所述z轴定向的轴转动并且能够沿着所述x轴移动。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其中，借助成像系统沿着x轴的运动对于每个角增量(dr°)来定位体积，使得由此产生的有效...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·特佩尔温，P·克莱因，
申请(专利权)人：康姆艾德依科视朗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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