[发明专利]用于测量对象的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定对象的结构和/或几何形状或用于借助测量系统、优选计算机断层造影测量系统测量诸如工件的对象以及用于在使用具有像素的CT探测器的情况下校正用于CT重建的投影数据的方法。在对工件的CT测量中，该工件在旋转轴上布置在发射X射线辐射的X射线源与接收该X射线辐射的X射线探测器之间。本发明还涉及一种用于借助测量系统、优选计算机断层造影测量系统确定对象的结构和/或几何形状的装置，该测量系统由至少一个辐射源、至少一个辐射探测器和至少一个旋转轴组成。

背景技术

将计算机断层造影用于测量技术的目的只有在重建的断层照片没有通过不同的物理效应引起的伪影的情况下才能以高精度进行。这些物理效应是射线硬化、散射、还有衍射和折射效应等等。为了校正从这些物理效应产生的伪影，大多计算考虑在部件的透射长度或还有几何形状与利用探测器测量的衰减值之间的关系的特性曲线。

EP1415179B1描述了一种方法，在该方法中从检验物的由完整的投影数据产生的有伪影的3D体素数据迭代地确定所述透射长度。所有在此确定的伪影都将以射线硬化校正的形式被考虑。在此，从探测器的所有像素的测量结果来确定唯一的特性曲线。

替换地，在WO2006/094493(=EP06722577.1)中建议了一种方法，在该方法中借助工件的CAD模型在测量对象相对于CT传感器装置的不同旋转位置中确定透射长度。在此需要将CT测量系统中的工件针对CAD数据精确对准。

但是在属于现有技术的方法中没有考虑到以下事实，即不仅仅是透射长度、而是还有工件尤其是在不同旋转位置中的几何形状例如由于不同的散射辐射而引起不同的伪影。此外，通过借助针对探测器的所有像素的投影数据的唯一特性曲线所进行的校正未考虑以下事实，即通过各个像素的不同特性同样触发伪影。

发明内容

本发明的任务是改进开头所述类型的方法，使得在CT测量中对伪影进行有效的校正。根据本发明，该任务基本上通过权利要求1的措施通过以下方式来解决，即为了校正所采用的CT探测器的各个像素或者像素组的测量值而使用不同的特性曲线。根据本发明，考虑在对测量对象进行透射时用于确定衰减值所使用的探测器的单像素的不同测量技术特性。为此根据本发明确定多个特性曲线，这些特性曲线描述在被透射的部件长度与探测器上的衰减值之间的关系。除了透射长度之外，在这些特性曲线中附加地考虑工件的几何形状。根据本发明这是通过以下方式进行的，即所述特性曲线在测量对象的不同旋转位置中与透射几何形状相匹配，也就是不仅仅考虑透射长度，而是还要考虑不同材料在透射方向上的顺序。特性曲线对各个探测器像素的分配在引入CT测量系统中的工件处进行。

为确定校正特性曲线而需要的对工件几何形状的确定例如可以迭代地从完整的投影数据或者在与CAD数据对准之后借助其来确定，这在现有技术中已经得以描述。

所述做法的优点在于考虑探测器的各个像素的不同测量技术特性，而还有对射线硬化和散射辐射、部件中的吸收以及衍射和折射效应的各种各样的考虑。此外，该方法使得可以在测量对象垂直于透射方向横向移动时（例如在螺旋断层造影中）也夹带各个特性曲线。在此考虑，在不同的横向位置中通过不同的像素确定沿着透射方向的表征辐射吸收的线积分。

通过散射辐射、吸收、衍射和折射效应引起的伪影例如可以通过以下方式来加以考虑，即所述特性曲线包含一个或多个考虑在当前透射方向上的特性几何形状（材料顺序）的参数。这例如可以是各个材料片段的加权平均透射长度或者其它由此形成的对比度比例。进一步的解析校正关系例如可以借助仿真来确定。

尤其是规定，为了确定各个特性曲线，确定各个像素或像素组的不同测量技术特性和/或在计算机断层造影成像时的伪影。

各个像素或像素组的测量技术特性是所接收的射线功率和所输出的传感器信号之间的关系。该关系对各个像素或像素组来说可以基于不同的偏移值、也就是在缺乏照射时的传感器信号、和/或不同的灵敏度而变化。

在此，在所述特性曲线中可以按照以下方式考虑通过伪影造成的影响，即在CT测量期间为了拍摄不同投影数据在不同旋转位置中确定分配给各个像素或像素组的透射长度和/或工件的几何形状。

通过伪影造成的影响在特性曲线中这样被考虑，使得不仅向所测量的每个射线强度I分配唯一的透射长度L，而且根据首先粗略已知的透射长度和/或工件的几何形状存放校正，该校正使得可以从所测量的强度来确定正确的透射长度。该存放可以按照解析描述或查找表的形式进行。