[发明专利]用于通过X射线计算机断层扫描装置确定位于待检查物体中的结构位置的方法和评估设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过X射线计算机断层扫描装置确定位于待调查物体中的结构位置的方法和评估设备。

背景技术

通过X射线计算机断层扫描装置的物体或部件的自动和无破坏测试在质量保证中的重要性日益增长。该挑战在于，一方面可靠地识别材料缺陷，诸如孔或裂缝。另一方面，部件的三维测量是非常重要的。然而，用于检查是否符合所需制造公差的部件测量很困难。虽然在原则上，在两个选定点之间的距离，例如用于可以从使用X射线计算机断层扫描装置确定的待调查部件的体数据记录中确定部件中内部结构的位置，通过干扰，例如噪音、散射辐射或束硬化等的影响，让这个距离确定变得更加困难，因为这些干扰影响改变或篡改体数据记录中的体素（voxel）的灰度值。此外，在两种不同的介质（例如，物体材料和位于内部腔室中的空气）之间的过渡中产生使部件的三维尺寸测量更困难的灰度值涂片。

发明内容

本发明基于提供一种用于通过X射线计算机断层扫描装置确定位于待调查物体或部件中的结构位置的简单、准确和自动的方法的目的。

所述目的通过具有权利要求1的特征的方法实现。首先以传统的方式从通过X射线计算机断层扫描装置确定的待调查的物体或部件的投影数据记录重构体数据记录。然后定义切割平面，所述切割平面穿过位于物体中的结构并关于它的空间位置来确定。该结构例如是腔体。原则上，切割平面可以自由选择，并且从测量任务中产生。借助所定义的切割平面，从体数据记录确定对切割平面中的物体进行成像的切割数据记录。为了能够容易且精确地确定相对于物体表面的结构位置，首先二值化切割数据记录，由此产生二进制数据记录。为了实现高精确度，二值化必须尽可能精确地进行，这样尽可能没有错误地将二进制数据记录的体素分配给或不分配给物体。因此，二进制数据记录包含具有表征物体的第一二进制值的体素，和具有不表征物体的第二二进制值的体素，换言之，即相对于其位置，在结构周围待确定的背景，人工制品（artefacts），以及不关注的结构。

然后从具有第二二进制值的二进制数据记录的体素来确定专门对关注的结构成像的体素。这些体素被称为结构体素。这些体素例如以这样的方式确定：关于它们的形状，大小，位置和/或周围环境来分析全部具有第二二进制值的互相相邻的体素，由此可以明确地确定关注的结构或各个结构体素。为了能够确定相对于物体表面的关注的结构位置，另外在二进制数据记录中确定对物体表面成像的体素。这些体素被称为表面体素。在具有表征物体的第一二进制值的体素和具有不表征该物体的第二二进制值的体素之间的过渡中，在二进制数据记录中产生表面体素。位于该过渡处的具有第一二进制值的体素是表面体素。

然后借助于所确定的表面体素来确定距离数据记录。距离数据记录的体素被称为距离体素。将表征从表面体素到各个距离体素的最小距离的距离值分配给每个距离体素。根据不同的度量，例如通过欧几里德度量或曼哈顿（Manhattan）度量或城市街区（Cityblock）度量来计算最小距离。优选地，将用于表征距离全部体素中的表面体素的最小距离的距离值分配给所述距离体素。

从距离数据记录开始，可以很容易地确定相对于物体表面的结构的空间位置，在其中对应于结构体素的距离体素从距离数据记录和它们的评估的距离值中选择。例如，如果最小值从这些距离值中确定，则该最小值表征从物体表面到结构的最小距离。相应地，距离值中的最大值表征从物体表面到结构的最大距离。

根据本发明的方法不基于确定在两个选定点或体素之间的距离，而是确定关注结构的空间位置，例如距离物体表面的最小距离，而不管结构如何设置在物体中。由于制造公差，物体中的结构位置可能会变化，所以静态或手动选定的两个点或体素的距离确定导致不精确的位置确定。与此相反，在根据本发明的方法中，由于所述方法独立于位置并自动地提供所期望的距离值，通过距离数据记录的计算和评估，可以完成关注的结构位置的简单、精确和动态的确定。通过对已知体素的大小进行偏移，距离值可以转换成度量纵向测量值，因此与构建数据的直接比较可以检查制造公差的符合。

根据权利要求2所述的方法确保简单准确的位置确定，因为基于表面体素的取向，可以很容易地确定距离数据记录。在取向的基础上，可以线和/或列进行所需的计算操作。