[发明专利]确定几何形状校准的方法和设备和确定关联数据的方法

说明书

本发明涉及用于确定几何形状校准的方法和设备以及用于确定关联数据的方法。本发明的目的是，改进成像设备的几何形状校准，其中在穿过3D校准体模之后射在2D探测器上，以创建3D校准体模的2D透射图像。对此，在用于确定几何形状校准的方法中执行用于确定关联数据的方法。3D校准体模具有带有多个校准元件的校准对象，所述校准对象设置成，使得基于空间设置的描述符是投影不变的。根据描述符，在2D透射图像中描绘的校准元件能够与校准对象的校准元件关联，使得基于所述关联和校准元件在三维空间中的设置以及基于2D透射图像，确定几何形状校准。

技术领域

本发明涉及透射成像的领域并且尤其涉及一种用于确定用于成像设备的几何形状校准的方法，一种用于确定用于成像设备的几何形状校准的设备，一种用于确定几何形状校准和用于确定用于几何形状校准的关联数据的3D校准体模，以及一种用于确定用于成像设备的几何形状校准的关联数据的方法。

背景技术

在透射成像中，为了创建透射图像，引导辐射穿过要检查的对象并且在穿过要检查的对象之后射在2D探测器上。这种透射成像特别从计算机断层扫描术中已知。在此，成像设备是计算机断层扫描仪，所述计算机断层扫描仪作为辐射源通常具有X射线源并且借助于其2D探测器检测，(X射线)辐射因要检查的对象如何改变，尤其吸收。在计算机断层扫描系统中，存在趋向更为开放的和从而尤其更为灵活的系统的趋势。因此，略微与在传统的计算机断层扫描系统中不同的当前的具有机器人臂的C形臂移动，在所述机器人臂上安置有辐射源和2D探测器，围绕要检查的对象。以所述方式，不需要任何刚性管并从而这种系统通常需要更少的空间并且能够更灵活地使用——这例如在介入使用时或在工业中的各种部件的材料检查中是特别重要的。然而，这种系统的几何形状通常——例如由于机械限制——不是完美的圆弧或者不是完美的螺线和/或不那么精确地已知。

在成像系统中，其准确的几何形状和/或成像特性——例如由于机械限制和/或其运行方式——并不是准确已知的，然而这以可复现的方式成像要检查的对象，能够执行几何形状的校准。因此，例如计算机断层扫描系统的辐射源和2D探测器借助C形臂能够以可复现的方式围绕要检查的对象运动和从而创建可复现的影像，即尤其具有可复现的错误。通过几何形状校准，能够补偿所述可复现的错误。这种几何形状校准所需要的用于几何形状校准的数据——简称为几何形状校准——通常通过为每个帧专门记录已知的并且精确地制成的测试对象(所谓的3D校准体模)——即3D校准体模的各视角和其相应的2D透射图像——来确定。典型地，这种3D校准体模具有多个精确定位的金属球，如例如出自N.K.Strobel等人的“Improving 3-D Image Quality of X-Ray C-Arm Imaging Systemsby Using Properply Designed Pose Determination Systems for Calibrating theProjection Geometry(Proceedings of SPIE)”中的PDS2。

要注意的是，在2D透射图像中，在3D校准体模中通常使用的金属球全部视作为是相同的，即尤其在计算机断层扫描术中，仅其在X射线辐射中的阴影是可见的，使得其彼此间不能够区分。在通常使用的用于几何形状校准的算法中，限制于3D校准体模以及专门匹配于此的轨迹——即尤其用于特定的视角的轨道和从而出自2D探测器和/或辐射源的不同位置的相应的3D校准体模的2D透射图像。也限制于如下空间扩展，对于所述空间扩展存在这种校准体模。

发明内容

存在如下需求：改进几何形状校准并且在此尤其使3D校准体模的制造容易和/或更灵活地设计，和/或减少在几何形状校准和其执行时的限制。

本发明分别通过一种用于确定用于成像设备的关联数据的方法、一种用于确定用于成像设备的几何形状校准和关联数据的3D校准体模、一种用于确定用于成像设备的几何形状校准的方法和通过一种用于确定用于成像设备的几何形状校准的设备实现所述目的。本发明的有利的实施方式、改进方案和变型形式尤其是实施例的主题。