DE102013219652A1 - CT method and CT test device for testing a test object - Google Patents

CT method and CT test device for testing a test object Download PDF

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Abstract

Bei einem CT-Verfahren zur Prüfung eines Prüfobjekts (P) wird das Prüfobjekt (P) auf einer zwischen einer Röntgenquelle (2) und einem Detektor (3) verlaufenden Messlinie (M) positioniert, so dass zumindest ein interessierender Bereich (B) des Prüfobjekts (B) von Röntgenstrahlen (R) der Röntgenquelle (2) beleuchtet wird. Es erfolgt erfindungsgemäß eine Rotation des Prüfobjekts (P) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) in eine Drehrichtung (D) über einen ersten Winkelbereich (αS1) unter Erfassung eines ersten Projektionsdatensatzes (P1), dann wird zunächst ein Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder ein Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) vergrößert und das Prüfobjekt (P) weiter in der Drehrichtung (D) über einen zweiten Winkelbereich (αKF) rotiert, und am Ende des zweiten Winkelbereichs (αKF) wird zunächst der Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder der Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) wieder verringert und dann das Prüfobjekt (P) weiter in der Drehrichtung (D) über einen dritten Winkelbereich (αS2) unter Erfassung eines zweiten Projektionsdatensatzes (P2) rotiert. Der erste Projektionsdatensatz (P1) und der zweite Projektionsdatensatz (P2) werden zu einem Gesamtprojektionsdatensatz (PG) kombiniert, und auf Basis des Gesamtprojektionsdatensatzes (PG) werden Bilddaten (BD) vom interessierenden Bereich (B) rekonstruiert.In a CT method for testing a test object (P), the test object (P) is positioned on a measuring line (M) extending between an X-ray source (2) and a detector (3) so that at least one region of interest (B) of the test object (B) is illuminated by X-rays (R) of the X-ray source (2). According to the invention, a rotation of the test object (P) relative to the X-ray source (2) and to the detector (3) in a direction of rotation (D) over a first angular range (αS1) with detection of a first projection data set (P1), then a distance ( a1) between the X-ray source (2) and the detector (3) and / or a distance (a2) between the X-ray source (2) and the test object (P) increases and the test object (P) in the direction of rotation (D) on a second angular range (αKF) rotates, and at the end of the second angular range (αKF), the distance (a1) between the X-ray source (2) and the detector (3) and / or the distance (a2) between the X-ray source (2) and the test object (P) again reduced and then the test object (P) further in the direction of rotation (D) over a third angular range (αS2) while detecting a second projection data set (P2) rotates. The first projection data set (P1) and the second projection data set (P2) are combined to form an overall projection data set (PG), and image data (BD) from the region of interest (B) is reconstructed on the basis of the total projection data set (PG).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein CT-Verfahren zur Prüfung eines Prüfobjekts, bei dem das Prüfobjekt auf einer zwischen einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor (im Folgenden auch kurz „Detektor” genannt) verlaufenden Messlinie positioniert wird, so dass zumindest zeitweise ein interessierender Bereich des Prüfobjekts von Röntgenstrahlen der Röntgenquelle beleuchtet wird und während einer Rotation des Prüfobjekts relativ zur Röntgenquelle und zum Detektor um eine senkrecht zur Messlinie verlaufende Rotationsachse Röntgenprojektionsdatensätze (im Folgenden auch kurz „Projektionsdatensätze” genannt) mittels des Detektors erfasst werden. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechende CT-Prüfeinrichtung mit einer Röntgenquelle, einem Detektor und einer Objekthalterung, um das Prüfobjekt auf einer zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor verlaufenden Messlinie zu positionieren, so dass im Prüfbetrieb ein solches Verfahren durchgeführt werden kann.The invention relates to a CT method for testing a test object, in which the test object is positioned on a measuring line extending between an X-ray source and an X-ray detector (hereinafter also referred to as "detector"), so that at least at times a region of interest of the test object is illuminated by X-rays of the X-ray source and during a rotation of the test object relative to the X-ray source and the detector about a perpendicular to the line of rotation axis X-ray projection data sets (hereinafter also referred to as "projection data sets") are detected by means of the detector. Moreover, the invention relates to a corresponding CT test device with an X-ray source, a detector and an object holder for positioning the test object on a measuring line extending between the X-ray source and the detector so that such a method can be carried out during test operation.

Verfahren bzw. Geräte der eingangs genannten Art sind seit langem in der industriellen Computertomographie (CT) bekannt, um auch die Struktur im Inneren des interessierenden Bereichs des Prüfobjekts überprüfen zu können, ohne das Prüfobjekt zu zerstören. Zur Durchführung einer solchen Prüfung werden üblicherweise die Röntgenquelle und der Detektor in einem fixen Abstand zueinander positioniert, so dass ein von der Röntgenquelle ausgehender Fächerstrahl oder Kegelstrahl die Detektoroberfläche beleuchtet. Es wird dann an einer geeigneten Position zwischen Röntgenquelle und Detektor das Prüfobjekt auf der Objekthalterung positioniert, so dass sich das Prüfobjekt frei um 360° zwischen Röntgenquelle und Detektor drehen kann. Zur Rekonstruktion von dreidimensionalen Bilddaten aus dem von dem Fächerstrahl bzw. dem Kegelstrahl erfassten Volumen des Prüfobjekts werden, sofern möglich, Projektionsdaten verwendet, die bei einer Rotation des Prüfobjekts um 360° erfasst wurden. Prinzipiell reicht es aber aus, wenn Röntgenprojektionsdaten aus einem Winkelbereich von 180° + dem halben Fächerwinkel (bzw. bei einem Kegelstrahl der halbe Winkel des Kegelstrahls, bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse) zur Bildrekonstruktion zur Verfügung stehen.Methods or devices of the type mentioned in the introduction have long been known in industrial computed tomography (CT) in order to be able to check the structure in the interior of the region of interest of the test object without destroying the test object. In order to carry out such a test, the x-ray source and the detector are usually positioned at a fixed distance from each other so that a fan beam or cone beam emanating from the x-ray source illuminates the detector surface. The test object is then positioned on the object holder at a suitable position between the x-ray source and the detector so that the test object can freely rotate through 360 ° between the x-ray source and the detector. For the reconstruction of three-dimensional image data from the volume of the test object detected by the fan beam or the cone beam, if possible, projection data is used which was detected by the rotation of the test object by 360 °. In principle, however, it is sufficient if X-ray projection data from an angular range of 180 ° + half the fan angle (or, in the case of a cone beam, half the angle of the cone beam relative to a plane perpendicular to the rotation axis) are available for image reconstruction.

Ein grundsätzliches Problem tritt immer dann auf, wenn relativ große Prüfobjekte geprüft werden sollen. Ist das Prüfobjekt bzw. der interessierende Bereich des Prüfobjekts, aus dem die Bilddaten erstellt werden sollen, so groß, dass der Strahl der Röntgenquelle den gewünschten Bereich nicht vollständig ausleuchten kann, besteht die Möglichkeit, ein sogenanntes Teilfächerverfahren anzuwenden, bei dem nur ein Teil des interessierenden Bereichs vom Strahl abgedeckt wird, aber durch die Rotation dafür gesorgt wird, dass im Laufe der Messung von jedem Teil des interessierenden Bereichs Projektionsdaten erfasst werden. Ein solches Verfahren wird beispielsweise in der DE 10 2005 036 527 B4 beschrieben. Insbesondere kann dieses Verfahren gut angewandt werden, um das Prüfobjekt während der Messung möglichst nah an der Röntgenquelle zu positionieren, da mit kleinerem Abstand zwischen der Röntgenröhre und dem Prüfobjekt eine höhere Auflösung in den Bilddaten erreicht werden kann.A fundamental problem always occurs when relatively large test objects are to be tested. If the test object or the region of interest of the test object from which the image data is to be created is so large that the beam of the x-ray source can not completely illuminate the desired region, it is possible to use a so-called partial fan method in which only a part of the the area of interest is covered by the beam, but the rotation ensures that projection data is acquired by each part of the region of interest during the measurement. Such a method is used, for example, in DE 10 2005 036 527 B4 described. In particular, this method can be used well to position the test object as close as possible to the X-ray source during the measurement, since with a smaller distance between the X-ray tube and the test object, a higher resolution in the image data can be achieved.

Ein Problem bleibt aber nach wie vor dann bestehen, wenn es sich um ein sehr großes Bauteil wie z. B. einen kompletten Auto-Seitenrahmen handelt. In diesem Fall müssten die Röntgenquelle und der Röntgendetektor so weit auseinander gefahren werden und der Abstand des Prüfobjekts von der Röntgenquelle so groß sein, dass eine freie Rotation des Prüfobjekts möglich ist, ohne dass es zu einer Kollision mit der Röntgenquelle oder dem Detektor kommt. Dies wiederum impliziert eine ungünstige Positionierung von Röntgenquelle, Detektor und Prüfobjekt zueinander hinsichtlich einer guten Bildauflösung. Dies gilt insbesondere dann, wenn der eigentlich zu prüfende interessierende Bereich des Prüfobjekts im Verhältnis zum ganzen Prüfobjekt relativ klein ist und daher eher eine enge Positionierung von Röntgenquelle und Detektor zueinander sinnvoll wäre.A problem remains but still exist when it comes to a very large component such. B. is a complete car page frame. In this case, the X-ray source and the X-ray detector would have to be moved so far apart and the distance of the test object from the X-ray source so large that a free rotation of the test object is possible, without causing a collision with the X-ray source or the detector. This in turn implies an unfavorable positioning of the X-ray source, detector and test object with respect to one another for a good image resolution. This applies in particular if the region of interest of the test object which is actually to be tested is relatively small in relation to the entire test object and therefore a close positioning of X-ray source and detector would be more appropriate.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes CT-Verfahren und eine entsprechende CT-Prüfeinrichtung zu schaffen, welche Aufnahmen mit verbesserter Bildqualität auch bei sehr großen Messobjekten ermöglichen, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 sowie den Gegenstand des Patentanspruchs 8 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sowie die weitere Beschreibung enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, wobei insbesondere die Möglichkeit besteht, die Ansprüche einer Kategorie entsprechend den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weiterzubilden.It is an object of the invention to provide an improved CT method and a corresponding CT test device which allow recordings with improved image quality, even with very large measurement objects. This object is achieved according to the invention by the subject matter of patent claim 1 and the subject of claim 8 , The dependent claims and the further description contain advantageous developments of the invention, wherein in particular it is possible to further develop the claims of one category according to the dependent claims of another category of claims.

Bei dem erfindungsgemäßen CT-Verfahren wird ausgenutzt, dass nicht zwingend Projektionsdaten aus einem Winkelbereich von 360° erforderlich sind, sondern grundsätzlich Projektionsdaten aus einem Winkelbereich von etwas mehr als 180° ausreichen, um geeignete dreidimensionale Bilddaten aus dem beleuchteten Bereich zu rekonstruieren. Daher wird nun erfindungsgemäß während eines ersten Scan-Zeitabschnitts eine Rotation des Prüfobjekts relativ zur Röntgenquelle und zum Detektor in eine Drehrichtung über einen ersten Winkelbereich (welcher im Folgenden auch als erster „Scansektor” bezeichnet wird) unter Erfassung eines ersten Projektionsdatensatzes durchgeführt. Nach der Erfassung dieses ersten Projektionsdatensatzes wird dann, vorzugsweise direkt am Ende des ersten Winkelbereichs, zunächst ein Abstand zwischen Röntgenquelle und Detektor und/oder ein Abstand zwischen Röntgenquelle und Prüfobjekt so vergrößert, dass sich das Prüfobjekt kollisionsfrei, d. h. ohne mit dem Detektor bzw. der Röntgenquelle zu kollidieren, weiter rotieren lässt. Es wird dann das Prüfobjekt weiter in der Drehrichtung relativ zur Röntgenquelle und zum Detektor über einen zweiten Winkelbereich rotiert. Am Ende des zweiten Winkelbereichs wird dann zunächst der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor und/oder der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Prüfobjekt wieder verringert. Dann wird das Prüfobjekt z. B. während eines zweiten Scan-Zeitabschnitts weiter in der Drehrichtung relativ zur Röntgenquelle und zum Detektor über einen dritten Winkelbereich bzw. „zweiten Scansektor” unter Erfassung eines zweiten Projektionsdatensatzes rotiert. Für die Rekonstruktion der Bilddaten werden dann der erste Projektionsdatensatz und der zweite Projektionsdatensatz zu einem Gesamtprojektionsdatensatz kombiniert und auf Basis dieses Gesamtprojektionsdatensatzes die Bilddaten vom Inneren des Prüfobjekts im interessierenden Bereich rekonstruiert. Mit anderen Worten, es erfolgt eine Art summierende Rekonstruktion der Scansektoren. Auf diese Weise ist es möglich, während der Erfassung der Projektionsdaten Röntgenquelle und Detektor und insbesondere Röntgenquelle und Prüfobjekt relativ nah aneinander zu positionieren, um so Bilddaten mit hoher Auflösung zu erzeugen, auch wenn eigentlich das Prüfobjekt selber für diese Konfiguration bzw. Positionierung der Röntgenquelle, des Detektors und des Prüfobjekts zu groß ist, um eine 360°-Erfassung durchzuführen. Der Projektionsdatensatz könnte dabei auch, insbesondere bei Verwendung eines flächigen Detektors, aus einer Serie von Einzelröntgenbildern bestehen, aus denen sich dreidimensionale Bilddatenrekonstruieren lassen. Vorzugsweise handelt es sich aber um kontinuierlich oder quasikontinuierlich während der Rotation im Scansector erfasste Projektionsdaten, d. h. es wird z. B. ein Sinogram aufgezeichnet.In the case of the CT method according to the invention, use is made of the fact that projection data from an angular range of 360 ° are not absolutely necessary, but in principle projection data from an angular range of slightly more than 180 ° are sufficient to reconstruct suitable three-dimensional image data from the illuminated area. Therefore, according to the invention, a rotation of the test object relative to the x-ray source and the detector in a direction of rotation over a first angular range (which is also referred to as the first "scan sector" hereinafter) is performed during a first scan time segment while detecting a first projection data set. After the detection of this first projection data set is then, preferably directly at the end of the first Angle range, first a distance between the X-ray source and the detector and / or a distance between the X-ray source and the test object so enlarged that the test object without collision, ie without colliding with the detector or the X-ray source, continue to rotate. The test object is then further rotated in the direction of rotation relative to the x-ray source and to the detector over a second angular range. At the end of the second angular range, the distance between the X-ray source and the detector and / or the distance between the X-ray source and the test object are then reduced again. Then the test object z. B. during a second scan period further in the direction of rotation relative to the x-ray source and the detector over a third angular range or "second scan sector" to detect a second projection data set rotated. For the reconstruction of the image data, the first projection data record and the second projection data record are then combined to form an overall projection data record and the image data from the interior of the test object in the region of interest is reconstructed on the basis of this overall projection data record. In other words, there is a kind of summative reconstruction of the scan sectors. In this way, it is possible to position the X-ray source and the detector and in particular the X-ray source and the test object relatively close to one another during the acquisition of the projection data, in order thus to generate image data with high resolution, even if the test object itself is actually responsible for this configuration or positioning of the X-ray source, of the detector and the test object is too large to perform a 360 ° detection. The projection data set could also, in particular when using a planar detector, consist of a series of single x-ray images from which three-dimensional image data can be reconstructed. Preferably, however, projection data recorded continuously or quasi-continuously during rotation in the scan sector, ie, it is z. B. recorded a sinogram.

Die Erfindung ist relativ einfach realisierbar, sofern eine CT-Prüfeinrichtung mit einer Röntgenquelle und einem Detektor und einer Objekthalterung verwendet wird, die relativ zueinander entlang einer Messlinie positionierbar sind, beispielsweise realisiert durch eine Führungsschiene oder dergleichen, an welcher die betreffenden Komponenten verstellbar geführt werden. Die Prüfeinrichtung muss hierzu lediglich mit einer passend ausgebildeten Steuereinrichtung nachgerüstet werden, die die Röntgenquelle, den Detektor und die Objekthalterung in geeigneter Weise ansteuern kann, um das beschriebene Verfahren durchzuführen. Außerdem muss die Rekonstruktionseinrichtung der CT-Prüfeinrichtung in geeigneter Weise ausgebildet sein, um den ersten Projektionsdatensatz und den zweiten Projektionsdatensatz zunächst zu kombinieren und dann auf Basis des Gesamtprojektionsdatensatzes die Bilddaten zu rekonstruieren. Diese Rekonstruktionseinrichtung kann auch Teil der Steuereinrichtung der CT-Prüfeinrichtung sein. Insbesondere ist es auch möglich, mit einer entsprechenden Steuereinrichtung bzw. Rekonstruktionseinrichtung eine bestehende CT-Prüfeinrichtung nachzurüsten.The invention is relatively easy to implement, provided that a CT test device is used with an X-ray source and a detector and an object holder, which are positioned relative to each other along a measuring line, for example realized by a guide rail or the like, at which the respective components are adjustably guided. For this purpose, the testing device only has to be retrofitted with a suitably designed control device which can control the X-ray source, the detector and the object holder in a suitable manner in order to carry out the described method. In addition, the reconstruction device of the CT checking device must be suitably designed to first combine the first projection data set and the second projection data set and then to reconstruct the image data on the basis of the overall projection data set. This reconstruction device can also be part of the control device of the CT test device. In particular, it is also possible to retrofit an existing CT test device with a corresponding control device or reconstruction device.

Besonders bevorzugt wird nach der Erfassung des ersten Projektionsdatensatzes das Prüfobjekt selber entlang der Messlinie in einer ersten Richtung verfahren und am Ende des zweiten Winkelbereichs wieder in die entgegengesetzte Richtung verfahren. Dies macht beispielsweise dann Sinn, wenn prinzipiell der Abstand zwischen Röntgenquelle und Detektor zwar groß genug wäre, dass das Prüfobjekt bei einer mittigen Positionierung zwischen Detektor und Röntgenquelle frei um 360° drehbar wäre, es aber aus Gründen der Bildqualität viel sinnvoller ist, das Prüfobjekt beispielsweise nah an der Röntgenquelle während der Erfassung der Projektionsdaten zu positionieren. In diesem Fall ist es die einfachste Möglichkeit, das Prüfobjekt entlang der Messlinie beispielsweise einfach in Richtung des Detektors zu verfahren, um dann kollisionsfrei weiter zu rotieren, bis wieder ein Winkelbereich erreicht ist, in dem das Prüfobjekt wieder nah an die Röntgenquelle verfahren werden kann. Prinzipiell können aber auch der Detektor und/oder die Röntgenquelle entlang der Messlinie verfahren werden. Bevorzugt werden nach der Erfassung des ersten Projektionsdatensatzes der Detektor und/oder das Prüfobjekt von der Röntgenquelle weg verfahren. Da bei hochauflösenden Bildern die Probe sehr nahe an der Röntgenquelle positioniert ist, ist es vorteilhaft, nur eine der beiden Komponenten zu bewegen. Die Alternative wäre, dass man Röhre und Detektor auseinander fährt und die Probe stehen lässt.After the detection of the first projection data set, the test object itself is particularly preferably traversed along the measuring line in a first direction and again moved in the opposite direction at the end of the second angular range. This makes sense, for example, if, in principle, the distance between the X-ray source and the detector were large enough that the test object would be freely rotatable 360 ° in a central positioning between detector and X-ray source, but it is much more useful for reasons of image quality, the test object, for example to position close to the x-ray source during acquisition of the projection data. In this case, the easiest way is simply to move the test object along the measurement line in the direction of the detector and then to continue to rotate without collision until an angle range has again been reached in which the test object can again be moved close to the x-ray source. In principle, however, the detector and / or the X-ray source can also be moved along the measuring line. Preferably, after the detection of the first projection data set, the detector and / or the test object are moved away from the X-ray source. Since the sample is positioned very close to the X-ray source in high-resolution images, it is advantageous to move only one of the two components. The alternative would be to separate the tube and detector and let the sample stand.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren so durchgeführt, dass der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor sowie die Position der Drehachse des Prüfobjekts relativ zur Röntgenquelle und zum Detektor während der Rotation über den ersten Winkelbereich und den dritten Winkelbereich identisch sind. Sind in beiden Scansektoren die Positionen von Röntgenquelle, Detektor und Prüfobjekt identisch, so führt dies automatisch dazu, dass die Projektionsdaten des ersten und zweiten Projektionsdatensatzes die gleiche Auflösung aufweisen. Es ist dann also keine Korrektur der Projektionsdaten erforderlich, um sie zu einem Gesamtprojektionsdatensatz zu kombinieren und daraus die Bilddaten zu rekonstruieren.Particularly preferably, the method is performed such that the distance between the X-ray source and the detector and the position of the axis of rotation of the test object relative to the X-ray source and the detector during rotation over the first angular range and the third angular range are identical. If the positions of the X-ray source, detector and test object are identical in both scan sectors, this automatically leads to the projection data of the first and second projection data set having the same resolution. In that case, no correction of the projection data is required in order to combine them into an overall projection data set and to reconstruct the image data therefrom.

Grundsätzlich wäre es möglich, auch während der Rotation über den zweiten Winkelbereich Projektionsdaten zu erfassen. Allerdings hätten diese Projektionsdaten dann durch die unterschiedliche Position von Röntgenquelle, Prüfobjekt und Detektor eine andere Auflösung als in den anderen Scansektoren. Es wäre dann eine entsprechende Korrektur bzw. Anpassung der Projektionsdaten erforderlich. Sofern der erste und der dritte Winkelbereich, d. h. die beiden oben beschriebenen eigentlichen Scansektoren, groß genug sind, um ausreichend Projektionsdaten für eine sinnvolle Rekonstruktion von Bilddaten zu liefern, und folglich aus dem zweiten Winkelbereich keine Projektionsdaten benötigt werden, ist es vorteilhaft, während der Rotation über den zweiten Winkelbereich keine Projektionsdaten zu erfassen, um so unnötige Röntgenstrahlung zu vermeiden.In principle, it would be possible to record projection data even during the rotation over the second angle range. However, this projection data would then have due to the different position of X-ray source, test object and Detector a different resolution than in the other scan sectors. It would then be a corresponding correction or adaptation of the projection data required. If the first and the third angle range, ie the two actual scan sectors described above, are large enough to provide sufficient projection data for a meaningful reconstruction of image data, and consequently no projection data is needed from the second angle range, it is advantageous during the rotation No projection data to be acquired over the second angular range in order to avoid unnecessary X-radiation.

Sofern die Projektionsdatensätze aus dem ersten und zweiten Scansektor nicht ausreichen, besteht prinzipiell auch die Möglichkeit, dass nach der Erfassung des zweiten Projektionsdatensatzes eine weitere Rotation des Prüfobjekts relativ zur Röntgenquelle und zum Detektor in der Drehrichtung zumindest über zunächst einen zusätzlichen Winkelbereich durchgeführt wird, in dem der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor und/oder der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Prüfobjekt wieder vergrößert ist. Dann kann über einen weiteren Winkelbereich eine weitere Rotation durchgeführt werden, in dem der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor und/oder der Abstand zwischen der Röntgenquelle und dem Prüfobjekt wieder verringert ist und in dem zumindest ein weiterer Projektionsdatensatz erfasst wird. Mit anderen Worten, es erfolgt dann eine Rotation über einen dritten Scansektor, und der dabei erzeugte dritte Projektionsdatensatz geht ebenfalls in den Gesamtprojektionsdatensatz ein. Vorzugsweise ist auch während der Erfassung des dritten Projektionsdatensatzes die Position von Röntgenquelle, Detektor und Prüfobjekt möglichst identisch zu der Position dieser Teile während der Erfassung des ersten und zweiten Projektionsdatensatzes. In gleicher Weise können auch noch beliebige weitere Projektionsdatensätze erzeugt werden.If the projection data sets from the first and second scanning sector are insufficient, it is also possible in principle for further rotation of the test object relative to the X-ray source and detector in the direction of rotation after the second projection data set has been detected the distance between the X-ray source and the detector and / or the distance between the X-ray source and the test object is increased again. Then, a further rotation can be carried out over a further angular range, in which the distance between the X-ray source and the detector and / or the distance between the X-ray source and the test object is reduced again and in which at least one further projection data record is detected. In other words, a rotation then takes place via a third scan sector, and the third projection data set generated thereby also enters into the overall projection data record. Preferably, even during the detection of the third projection data set, the position of the X-ray source, detector and test object is as identical as possible to the position of these parts during the detection of the first and second projection data set. In the same way, any further projection data sets can be generated.

Die Erfindung ist aber insbesondere dann besonders sinnvoll anwendbar, wenn der erste Winkelbereich und/oder der zweite Winkelbereich jeweils kleiner als 180° sind und die Summe aller Winkelbereiche, in der Projektionsdatensätze für den Gesamtprojektionsdatensatz erfasst werden, größer als 180°, besonders bevorzugt mindestens 180° + dem halben Fächerwinkel bzw. dem halben Winkel des Kegelstrahls in der Drehebene ist.However, the invention is particularly useful if the first angular range and / or the second angular range are each less than 180 ° and the sum of all angular ranges in which projection data records for the total projection data record are acquired is greater than 180 °, particularly preferably at least 180 ° + half the fan angle or half the angle of the cone beam in the plane of rotation is.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels noch einmal näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures using an exemplary embodiment. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen CT-Prüfeinrichtung mit einem Prüfobjekt in einer ersten Position, 1 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a CT test device according to the invention with a test object in a first position,

2 eine schematische Darstellung der Röntgenquelle, des Röntgendetektors und des Prüfobjekts der CT-Prüfeinrichtung gemäß 1, 2 a schematic representation of the X-ray source, the X-ray detector and the test object of the CT test device according to 1 .

3 eine schematische Darstellung der Position der Röntgenquelle, des Detektors und des Prüfobjekts wie in 2, jedoch nun mit dem Prüfobjekt in einer zweiten Position, 3 a schematic representation of the position of the X-ray source, the detector and the test object as in 2 but now with the test object in a second position,

4 eine schematische Darstellung der Position der Röntgenquelle, des Detektors und des Prüfobjekts wie in 2, jedoch nun mit dem Prüfobjekt in einer dritten Position, 4 a schematic representation of the position of the X-ray source, the detector and the test object as in 2 but now with the test object in a third position,

5 eine schematische Darstellung der Position der Röntgenquelle, des Detektors und des Prüfobjekts wie in 2, jedoch nun mit dem Prüfobjekt in einer vierten Position, 5 a schematic representation of the position of the X-ray source, the detector and the test object as in 2 but now with the test object in a fourth position,

6 eine schematische Darstellung der Position der Röntgenquelle, des Detektors und des Prüfobjekts wie in 2, jedoch nun mit dem Prüfobjekt in einer fünften Position. 6 a schematic representation of the position of the X-ray source, the detector and the test object as in 2 , but now with the test object in a fifth position.

Wie in 1 schematisch dargestellt ist, umfasst die erfindungsgemäße CT-Prüfeinrichtung 1 eine Röntgenquelle 2, welche an einem Fokuspunkt den Röntgen-Fächerstrahl R in Richtung eines Röntgendetektors 3 ausstrahlt. Dieser Detektor 3 kann beispielsweise ein sich parallel zur Bildebene erstreckender Zeilendetektor mit einer Vielzahl von einzelnen Detektorelementen sein, so dass der Fächerstrahl R die Detektorelemente beleuchtet. In 1 ist die Darstellung so, dass nicht der gesamte Detektor 3 vom Fächerstrahl R erfasst wird. Prinzipiell wäre es aber auch möglich, dass der Fächerwinkel des Fächerstrahls R breiter gewählt ist oder der Detektor 3 weiter von der Röntgenquelle 2 entfernt ist, so dass der Fächerstrahl R den kompletten Detektor 3 ausnutzt.As in 1 is shown schematically includes the inventive CT-test device 1 an X-ray source 2 which at a focal point, the X-ray fan beam R in the direction of an X-ray detector 3 radiates. This detector 3 For example, a line detector extending parallel to the image plane may be provided with a plurality of individual detector elements, so that the fan beam R illuminates the detector elements. In 1 the representation is such that not the entire detector 3 is detected by the fan beam R. In principle, however, it would also be possible for the fan angle of the fan beam R to be wider or the detector to be selected 3 further from the X-ray source 2 is removed so that the fan beam R the complete detector 3 exploits.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die vom Fokuspunkt der Röntgenquelle 2 ausgehende Mittellinie des Fächerstrahls R gleichzeitig auch eine Messlinie M, die senkrecht auf dem Detektor 3 steht. Auf dieser Messlinie M, welche technisch beispielsweise durch eine Führungsschiene realisiert ist, entlang der der Detektor 3 verschoben werden kann, ist außerdem verschiebbar eine Objekthalterung 4 angeordnet, in der ein zu prüfendes Prüfobjekt P gehalten werden kann. Mit Hilfe dieser Objekthalterung 4 wird das Prüfobjekt P, wie hier dargestellt, so zwischen der Röntgenquelle 2 und dem Detektor 3 positioniert, dass der zu untersuchende interessierende Bereich B (üblicherweise auch als Region of Interest ROI bezeichnet) des Prüfobjekts P vom Fächerstrahl R beleuchtet wird. Auf diese Weise werden mittels des Detektors 3 Projektionsdaten des interessierenden Bereichs B des Prüfobjekts P akquiriert.In the illustrated embodiment, that is from the focal point of the x-ray source 2 outgoing center line of the fan beam R at the same time also a measuring line M, which is perpendicular to the detector 3 stands. On this measurement line M, which is technically realized for example by a guide rail, along which the detector 3 can be moved, is also a sliding object holder 4 arranged in which a test object P to be tested can be kept. With the help of this object holder 4 is the test object P, as shown here, so between the X-ray source 2 and the detector 3 positioned so that the region of interest B to be examined (usually also referred to as region of interest ROI) of the test object P is illuminated by the fan beam R. In this way are by means of of the detector 3 Projection data of the region of interest B of the test object P acquired.

In dem in 1 dargestellten Fall handelt es sich um ein relativ großes Prüfobjekt P, beispielsweise um einen kompletten Autoseitenrahmen, wobei sich der interessierende Bereich B nur an einer Seite dieses Prüfobjekts P befindet. D. h. das Prüfobjekt P hat einen weit über diesen interessierenden Bereich B überstehenden Teil, der für die Prüfung nicht von Interesse ist, aber eine freie Rotation innerhalb der CT-Prüfeinrichtung 1 in der in 1 gezeigten Konfiguration behindern würde. Dies liegt u. a. daran, weil hier die Objekthalterung 4 mit dem interessierenden Bereich B relativ nah an der Röntgenquelle 2 positioniert ist, um eine optimale Auflösung der akquirierten Röntgenprojektionsdaten und somit der daraus rekonstruierten Bilddaten zu erzielen. Für die Rekonstruktion der Bilddaten muss in üblicher Weise ein Projektionsdatensatz mit Projektionsdaten in verschiedenen Drehstellungen des Prüfobjekts P erzeugt werden. Hierzu wird das Prüfobjekt P in einer Drehrichtung D um eine senkrecht auf der Bildebene der 1 stehende Drehachse A im Mittelpunkt der Objekthalterung 4 gedreht, während die Projektionsdaten aufgezeichnet werden. Prinzipiell ist es auch möglich, dass sich die Röntgenquelle 2 und der Detektor 3 um das Prüfobjekt P drehen, da es in erster Linie auf die relative Rotation von Prüfobjekt P zur Röntgenquelle 2 und zum Detektor 3 ankommt. In der Regel ist es aber einfacher und in den meisten industriellen CT-Prüfeinrichtungen auch der Fall, dass die Objekthalterung 4 so ausgebildet ist, dass das Prüfobjekt P um die Rotationsachse A rotiert und Röntgenquelle 2 und Detektor 3 während der Messung fest positioniert sind. Im Folgenden wird daher ohne Beschränkung der Allgemeinheit von dieser bevorzugten Vorgehensweise bzw. diesem Aufbau der CT-Prüfeinrichtung 1 ausgegangen.In the in 1 In the case illustrated, it is a relatively large test object P, for example a complete car side frame, with the region of interest B being located on only one side of this test object P. Ie. the test object P has a part projecting far beyond this region B of interest, which is not of interest for the test, but a free rotation within the CT test device 1 in the in 1 would hinder the configuration shown. This is partly because of the object holder 4 with the region of interest B relatively close to the X-ray source 2 is positioned to achieve an optimal resolution of the acquired X-ray projection data and thus the image data reconstructed therefrom. For the reconstruction of the image data, a projection data set with projection data in different rotational positions of the test object P must be generated in the usual way. For this purpose, the test object P in a direction of rotation D is a perpendicular to the image plane of the 1 standing axis of rotation A in the center of the object holder 4 rotated while recording the projection data. In principle, it is also possible that the X-ray source 2 and the detector 3 rotate around the test object P, as it is primarily due to the relative rotation of test object P to the X-ray source 2 and to the detector 3 arrives. In general, however, it is simpler and in most industrial CT test equipment also the case that the object holder 4 is formed so that the test object P rotates about the axis of rotation A and X-ray source 2 and detector 3 are firmly positioned during the measurement. In the following, therefore, without limiting the generality of this preferred procedure or this structure of the CT test device 1 went out.

Die Objekthalterung 4 und der Detektor 3 können motorisch entlang der Messlinie M verfahren werden. Optional ist dies bei einer Ausführungsvariante auch bei der Röntgenquelle 2 der Fall. Sämtliche Komponenten werden von einer Steuereinrichtung 10 angesteuert, die u. a. entsprechende Schnittstellen 11, 12, 13 aufweist, um die Röntgenquelle 2, die Objekthalterung 4 und den Detektor 3 anzusteuern. Dabei sind diese Schnittstellen 11, 12, 13 nur schematisch als jeweils ein Block dargestellt. Es ist klar, dass diese Schnittstellen 11, 12, 13 jeweils auch aus mehreren Teilschnittstellen bestehen können. Über die Schnittstelle 11 kann beispielsweise die Röntgenquelle 2 nicht nur bezüglich ihrer Positionierung entlang der Messlinie M angesteuert werden, sondern es kann auch das Aussenden der Röntgenstrahlung gesteuert werden, beispielsweise ob überhaupt Röntgenstrahlung ausgesendet wird, mit welchem Fächerwinkel, mit welcher Röntgenenergie etc. Mittels der Schnittstelle 12 können die Rotationsgeschwindigkeit um die Rotationsachse A und die Position der Objekthalterung 4 entlang der Messlinie M gesteuert werden. Über die Schnittstelle 13 kann die Position des Detektors 3 entlang der Messlinie M gesteuert werden, und es können die erforderlichen Steuerbefehle an den Detektor 3 übersendet werden, um die Detektorelemente zu aktivieren und auszulesen.The object holder 4 and the detector 3 can be moved by motor along the measuring line M. Optionally, in one embodiment, this is also the case with the X-ray source 2 the case. All components are controlled by a controller 10 controlled, including the appropriate interfaces 11 . 12 . 13 to the X-ray source 2 , the object holder 4 and the detector 3 head for. These are these interfaces 11 . 12 . 13 only schematically shown as a block. It is clear that these interfaces 11 . 12 . 13 each may also consist of several sub-interfaces. About the interface 11 For example, the X-ray source 2 not only be controlled with respect to their positioning along the measurement line M, but also the emission of the X-ray radiation can be controlled, for example, if X-ray radiation is emitted at all, with which fan angle, with which X-ray energy, etc. By means of the interface 12 can determine the rotational speed around the axis of rotation A and the position of the object holder 4 controlled along the measuring line M. About the interface 13 can change the position of the detector 3 can be controlled along the measurement line M, and it can provide the required control commands to the detector 3 are transmitted to activate and read the detector elements.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung 10 so ausgebildet, dass sie die anhand der 2 bis 6 dargestellte Messprozedur durchführt. Dabei wird zunächst das Prüfobjekt P in der Drehrichtung D von der in 1 dargestellten Ausgangsstellung, welche auch in 2 noch einmal gezeigt ist, über einen ersten Winkelbereich αS1 (bzw. Scansektor αS1) verschwenkt und währenddessen ein erster Projektionsdatensatz P1 erfasst, d. h. während der Röntgendetektor 2 Röntgenstrahlung aussendet und der Detektor 3 aktiviert ist, um die Projektionsdaten bzw. einen ersten Projektionsdatensatz P1 zu erfassen.In the illustrated embodiment, the control device 10 so educated that they are based on the 2 to 6 performed measuring procedure performs. In this case, first the test object P in the direction of rotation D of the in 1 illustrated starting position, which also in 2 is again shown, swiveled over a first angle range α S1 (or scan sector α S1 ) and during which a first projection data set P 1 is detected, ie during the X-ray detector 2 X-ray emits and the detector 3 is activated to capture the projection data or a first projection data set P 1 .

In 3 ist die Endposition des Prüfobjekts P nach dem Durchlaufen dieses ersten Scansektors αS1 gezeigt. Wie hier zu sehen ist, würde die Röntgenquelle 2 einem weiteren Rotieren des Prüfobjekts P in die Drehrichtung D im Wege stehen. Daher werden nun mit Hilfe der Steuereinrichtung 10 die Objekthalterung 4 und der Detektor 3 ein Stück in eine Verstellrichtung V von der Röntgenquelle 2 weg verfahren, ohne dass die Objekthalterung 4 rotiert. Anschließend kann dann die Objekthalterung 4 weiter mit dem Prüfobjekt P um die Drehachse A rotieren, da nun der Abstand zwischen der Objekthalterung 4 bzw. der Drehachse A und der Röntgenquelle 2 ausreichend groß ist, damit das Prüfobjekt P kollisionsfrei an der Röntgenquelle 2 vorbeigeschwenkt werden kann.In 3 the end position of the test object P after passing through this first scan sector α S1 is shown. As can be seen here, the x-ray source would 2 a further rotation of the test object P in the direction of rotation D in the way. Therefore, now with the help of the control device 10 the object holder 4 and the detector 3 a piece in an adjustment direction V of the X-ray source 2 Move away without the object holder 4 rotates. Then then the object holder 4 continue to rotate with the test object P about the axis of rotation A, since now the distance between the object holder 4 or the axis of rotation A and the X-ray source 2 is sufficiently large, so that the test object P collision-free at the X-ray source 2 can be swung past.

Es erfolgt dann eine Rotation weiter in der Drehrichtung um einen zweiten Winkelbereich αKF. Dies ist in 4 schematisch dargestellt. Hier ist auch zum Vergleich mit 3 ersichtlich, dass der Abstand a1 zwischen der Röntgenquelle 2 (genauer der zum Detektor 3 weisenden Vorderkante der Röntgenquelle 2) und dem Detektor 3 erheblich größer ist als während des Verschwenkens des Prüfobjekts P über den ersten Scansektor αS1. Das Gleiche gilt für den Abstand a2 zwischen der Drehachse A der Objekthalterung 4 und der (detektorseitigen Vorderkante der) Röntgenquelle 2. Während des Verschwenkens über den zweiten Winkelbereich αKF werden keine Projektionsdaten erfasst, d. h. es ist nicht nötig, dass die Röntgenquelle 2 Röntgenstrahlung aussendet. Am Ende des zweiten Winkelbereichs αKF, wenn das Prüfobjekt P an der Röntgenquelle vorbeigeschwenkt worden ist, werden die Objekthalterung 4 mit dem Prüfobjekt P und der Detektor 3 wieder in die ursprüngliche Position zurückgefahren, so dass der Abstand a2 zwischen Röntgenquelle 2 und Drehachse A sowie der Abstand a1 zwischen Röntgenquelle 2 und Detektor 3 wieder wie bei der Erfassung des ersten Projektionsdatensatzes P1 ist. Anschließend erfolgt dann ein weiteres Verschwenken des Prüfobjekts P über einen dritten Winkelbereich αS2 (bzw. zweiten Scansektor αS2), um einen zweiten Röntgenprojektionsdatensatz P2 zu erfassen. Die Anfangsstellung und die Endstellung des Prüfobjekts sind in den 5 und 6 gezeigt. Wenn das Prüfobjekt P das Ende des zweiten Scansektors αS2 erreicht hat, ist die Akquise von Projektionsdatensätzen P1, P2 abgeschlossen.There is then a rotation further in the direction of rotation about a second angular range α KF . This is in 4 shown schematically. Here is also for comparison with 3 it can be seen that the distance a 1 between the X-ray source 2 (more precisely, the one to the detector 3 pointing leading edge of the X-ray source 2 ) and the detector 3 is considerably larger than during the pivoting of the test object P over the first scan sector α S1 . The same applies to the distance a 2 between the axis of rotation A of the object holder 4 and the (detector side leading edge) of the X-ray source 2 , During the pivoting over the second angular range α KF no projection data are detected, ie it is not necessary that the X-ray source 2 X-ray emits. At the end of the second angle range α KF , when the test object P has been pivoted past the X-ray source, the object holder 4 with the test object P and the detector 3 moved back to its original position, so that the distance a 2 between the X-ray source 2 and axis of rotation A and the distance a 1 between the X-ray source 2 and detector 3 again as in the detection of the first projection data set P 1 . Subsequently, further pivoting of the test object P takes place over a third angle range α S2 (or second scan sector α S2 ) in order to acquire a second X-ray projection data set P 2 . The initial position and the end position of the test object are in the 5 and 6 shown. When the test object P has reached the end of the second scan sector α S2 , the acquisition of projection data sets P 1 , P 2 is completed.

Diese Projektionsdatensätze P1, P2 können dann, wie in 1 dargestellt, an eine Rekonstruktionseinrichtung 14 der Steuereinrichtung 10 übersandt werden. Diese Rekonstruktionseinrichtung 14 weist hier eine Kombinationseinheit 15 auf, welche aus den Projektionsdatensätzen P1, P2 zunächst einen Gesamtprojektionsdatensatz PG erstellt, indem einfach die Projektionsdaten der Projektionsdatensätze P1, P2 zusammengefasst werden, als wenn sie in einem kontinuierlich durchlaufenen Winkelabschnitt erfasst worden wären. Auf Basis dieses Gesamtprojektionsdatensatzes PG werden dann in einer Rekonstruktionseinheit 16 die Bilddaten BD rekonstruiert. Dabei kann diese Rekonstruktionseinheit 16 mit üblichen Rekonstruktionsverfahren arbeiten, beispielsweise einer gefilterten Rückprojektion, einer iterativen Rekonstruktionsmethode etc. Hierzu sind dem Fachmann verschiedene Möglichkeiten bekannt. Die Rekonstruktionseinrichtung bzw. deren Komponenten, insbesondere die Rekonstruktionseinheit und die Kombinationseinheit, können auch in Form von Software auf einem geeigneten Prozessor oder mehreren zusammenarbeitenden Prozessoren der Steuereinrichtung realisiert sein.These projection data sets P 1 , P 2 can then, as in 1 shown to a reconstruction device 14 the control device 10 be sent. This reconstruction device 14 here has a combination unit 15 on which initially created from the projection data sets P 1, P 2 a total projection data set P G by simply changing the projection data of the projection data sets P 1, P 2 are grouped together than if they would have been recorded in a continuous moving-angle portion. On the basis of this total projection data set P G are then in a reconstruction unit 16 the image data BD reconstructed. In this case, this reconstruction unit 16 work with conventional reconstruction methods, such as a filtered back-projection, an iterative reconstruction method, etc. For this purpose, various possibilities are known in the art. The reconstruction device or its components, in particular the reconstruction unit and the combination unit, can also be realized in the form of software on a suitable processor or several cooperating processors of the control device.

Da der erste Scansektor αS1 und der zweite Scansektor αS2, in dem die beiden Röntgenprojektionsdatensätze P1, P2 erfasst wurden, jeweils ca. 120° beträgt, erhält man auf diese Weise Projektionsdaten aus einem Gesamt-Winkelbereich von ca. 240°. Dieser Gesamt-Winkelbereich liegt oberhalb des minimal erforderlichen Winkelbereichs von 180° + dem halben Fächerwinkel des Röntgen-Fächerstrahls R, so dass die Bilddaten BD ohne Qualitätsverlust rekonstruierbar sind. Da sich das Prüfobjekt P bzw. der interessierende Bereich B, die Röntgenquelle 2 und der Detektor 3 während des Durchlaufens der beiden Scansektoren αS1, αS2 an den gleichen Positionen befanden, liegt auch die gleiche Auflösung vor, so dass keinerlei Umrechnung erforderlich ist. Zudem konnte der interessierende Bereich B des Prüfobjekts sehr nah an der Röntgenquelle 2 positioniert werden, und es konnten daher hochqualitative Bilder mit guter Auflösung erzeugt werden. Die Erfindung erlaubt es folglich auf relativ einfache und kostengünstige Weise, auch für sehr große Prüfobjekte qualitativ gute Bilder zu erzeugen.Since the first scan sector α S1 and the second scan sector α S2 , in which the two X-ray projection data sets P 1 , P 2 were detected, is approximately 120 ° in each case, one obtains projection data from a total angular range of approximately 240 ° in this manner. This total angular range is above the minimum required angular range of 180 ° + half the fan angle of the X-ray fan beam R, so that the image data BD can be reconstructed without loss of quality. Since the test object P or the region of interest B, the X-ray source 2 and the detector 3 during the passage of the two scan sectors α S1 , α S2 were in the same positions, there is also the same resolution, so that no conversion is required. In addition, the region B of interest of the test object could be very close to the X-ray source 2 be positioned, and therefore high quality images with good resolution could be generated. The invention thus makes it possible in a relatively simple and cost-effective manner to produce good quality images even for very large test objects.

Sofern, wie hier dargestellt, ein Röntgen-Fächerstrahl und ein Zeilendetektor verwendet werden, so dass jeweils nur eine relativ dünne Schicht parallel zu der in den Figuren dargestellten Bildebene erfasst wird, ist es möglich, dieses Verfahren mehrfach hintereinander mit unterschiedlichen (Höhen-)Positionen des Prüfobjekts P relativ zur Röntgenquelle 2 und zum Detektor 3 entlang der Drehachse A aufzunehmen und so schichtweise ein größeres Volumen zu erfassen. Sofern ein Kegelstrahl verwendet wird und ein matrixförmiger Röntgendetektor 3, welcher entlang der Drehachse A mehrere Spalten von Detektorelementen aufweist, können gleich in einem Durchlauf Daten für ein größeres Volumen des interessierenden Bereichs B erfasst werden.If, as shown here, an X-ray fan beam and a line detector are used, so that in each case only a relatively thin layer is detected parallel to the image plane shown in the figures, it is possible to use this method several times in succession with different (height) positions the test object P relative to the X-ray source 2 and to the detector 3 take along the axis of rotation A and so layer by layer to capture a larger volume. If a cone beam is used and a matrix-shaped X-ray detector 3 which has a plurality of columns of detector elements along the axis of rotation A, data for a larger volume of the region of interest B can be detected in one go.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei der in den Figuren dargestellten CT-Prüfeinrichtung bzw. dem detailliert beschriebenen Verfahren nur um ein Ausführungsbeispiel handelt, welches in vieler Hinsicht modifiziert werden kann. Weiterhin wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein, eine” nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” nicht aus, dass diese auch aus mehreren Untereinheiten besteht.It is finally pointed out once again that the CT test device shown in the figures or the method described in detail is only an exemplary embodiment which can be modified in many respects. Furthermore, for the sake of completeness, it is also pointed out that the use of the indefinite article "one, one" does not exclude that the characteristics in question can also be present multiple times. Similarly, the term "unit" does not exclude that it also consists of several subunits.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005036527 B4 [0003] DE 102005036527 B4 [0003]

Claims (8)

CT-Verfahren zur Prüfung eines Prüfobjekts (P), bei dem das Prüfobjekt (P) auf einer zwischen einer Röntgenquelle (2) und einem Detektor (3) verlaufenden Messlinie (M) positioniert wird, so dass zumindest zeitweise ein interessierender Bereich (B) des Prüfobjekts (B) von Röntgenstrahlen (R) der Röntgenquelle (2) beleuchtet wird, und während einer Rotation des Prüfobjekts (P) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) um eine senkrecht zur Messlinie (M) verlaufende Rotationsachse (A) in eine Drehrichtung (D) über einen ersten Winkelbereich (αS1) ein erster Projektionsdatensatz (P1) mittels des Detektors (3) erfasst wird, nach der Erfassung des ersten Projektionsdatensatzes (P1) zunächst ein Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder ein Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) vergrößert wird und dann das Prüfobjekt (P) weiter in der Drehrichtung (D) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) über einen zweiten Winkelbereich (αKF) rotiert, am Ende des zweiten Winkelbereichs (αKF) zunächst der Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder der Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) wieder verringert wird und dann das Prüfobjekt (P) weiter in der Drehrichtung (D) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) über einen dritten Winkelbereich (αS2) unter Erfassung eines zweiten Projektionsdatensatzes (P2) rotiert, wobei der erste Projektionsdatensatz (P1) und der zweite Projektionsdatensatz (P2) zu einem Gesamtprojektionsdatensatz (PG) kombiniert und auf Basis des Gesamtprojektionsdatensatzes (PG) Bilddaten (BD) vom Inneren des Prüfobjekts (P) im interessierenden Bereich (B) rekonstruiert werden.CT method for testing a test object (P), in which the test object (P) is mounted on an object between an X-ray source ( 2 ) and a detector ( 3 ) is positioned so that at least at times a region of interest (B) of the test object (B) of X-rays (R) of the X-ray source ( 2 ) and during a rotation of the test object (P) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) about a perpendicular to the measuring line (M) extending axis of rotation (A) in a rotational direction (D) over a first angular range (α S1 ) a first projection data set (P 1 ) by means of the detector ( 3 ) is detected, after the detection of the first projection data set (P 1 ), first a distance (a 1 ) between the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) and / or a distance (a 2 ) between the x-ray source ( 2 ) and the test object (P) is enlarged and then the test object (P) further in the direction of rotation (D) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) rotates over a second angular range (α KF ), at the end of the second angular range (α KF ) first the distance (a 1 ) between the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) and / or the distance (a 2 ) between the x-ray source ( 2 ) and the test object (P) is reduced again and then the test object (P) further in the direction of rotation (D) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) is rotated over a third angular range (α S2 ) while detecting a second projection data set (P 2 ), the first projection data set (P 1 ) and the second projection data set (P 2 ) being combined to form an overall projection data set (P G ) and based on the overall projection data set (P 2 ). P G ) image data (BD) from the interior of the test object (P) in the region of interest (B) are reconstructed. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erfassung des ersten Projektionsdatensatzes (P1) das Prüfobjekt (P) entlang der Messlinie (M) in einer ersten Richtung (V) und am Ende des zweiten Winkelbereichs (αKF) wieder in die entgegengesetzte Richtung verfahren wird.Method according to claim 1, characterized in that after the detection of the first projection data set (P 1 ) the test object (P) along the measuring line (M) in a first direction (V) and at the end of the second angular range (α KF ) back into the opposite direction is moved. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erfassung des ersten Projektionsdatensatzes (P1) der Detektor (3) und optional das Prüfobjekt (P) von der Röntgenquelle (2) weg verfahren wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that after the detection of the first projection data set (P 1 ) the detector ( 3 ) and optionally the test object (P) from the X-ray source ( 2 ) is moved away. Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprache, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und die Position der Drehachse (A) des Prüfobjekts (P) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) während der Rotation über den ersten Winkelbereich (αS1) und den dritten Winkelbereich (αS2) identisch sind.Method according to one of the preceding patent claims, characterized in that the distance (a 1 ) between the x-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) and the position of the axis of rotation (A) of the test object (P) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) during rotation over the first angular range (α S1 ) and the third angular range (α S2 ) are identical. Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Rotation über den zweiten Winkelbereich (αKF) keine Projektionsdaten erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the rotation over the second angular range (α KF ) no projection data are detected. Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erfassung des zweiten Projektionsdatensatzes (P2) eine weitere Rotation des Prüfobjekts (P) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) in der Drehrichtung (D) zumindest über zunächst einen zusätzlichen Winkelbereich, in dem der Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder der Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) wieder vergrößert ist, und dann über einen weiteren Winkelbereich erfolgt, in dem der Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder der Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) wieder verringert ist und in dem zumindest ein weiterer Projektionsdatensatz erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the detection of the second projection data set (P 2 ) a further rotation of the test object (P) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) in the direction of rotation (D) at least over at first an additional angular range in which the distance (a 1 ) between the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) and / or the distance (a 2 ) between the x-ray source ( 2 ) and the test object (P) is again enlarged, and then takes place over a further angular range in which the distance (a 1 ) between the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) and / or the distance (a 2 ) between the x-ray source ( 2 ) and the test object (P) is reduced again and in which at least one further projection data record is detected. Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkelbereich (αS1) und/oder der zweite Winkelbereich (αS2) jeweils kleiner als 180° sind und die Summe aller Winkelbereiche, in denen Projektionsdatensätze (P1, P2) für den Gesamtprojektionsdatensatz (PG) erfasst werden, größer als 180° ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first angular range (α S1 ) and / or the second angular range (α S2 ) are each smaller than 180 ° and the sum of all angular ranges in which projection data sets (P 1 , P 2 ) for the total projection data set (P G ) is greater than 180 °. CT-Prüfeinrichtung (1) zur Prüfung eines Prüfobjekts (P), mit einer Röntgenquelle (2), einem Detektor (3) und einer Objekthalterung (4), um das Prüfobjekt (P) auf einer zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) verlaufenden Messlinie (M) zu positionieren, so dass im Prüfbetrieb zumindest zeitweise ein interessierender Bereich (B) des Prüfobjekts (P) von Röntgenstrahlen (R) der Röntgenquelle (2) beleuchtet wird, um während einer Rotation des Prüfobjekts (P) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) um eine senkrecht zur Messlinie (M) verlaufende Rotationsachse (A) Projektionsdatensätze (P1, P2) mit dem Detektor (3) zu erfassen, und mit einer Steuereinrichtung (10), welche zur Durchführung einer Prüfung eines Prüfobjekts (P) die Röntgenquelle (2), den Detektor (3) und die Objekthalterung (4) derart ansteuert, dass während eines ersten Scan-Zeitabschnitts eine Rotation des Prüfobjekts (P) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) in eine Drehrichtung (D) über einen ersten Winkelbereich (αS1) unter Erfassung eines ersten Projektionsdatensatzes (P1) erfolgt, nach der Erfassung des ersten Projektionsdatensatzes (P1) zunächst ein Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder ein Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) vergrößert wird und dann das Prüfobjekt (P) weiter in der Drehrichtung (D) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) über einen zweiten Winkelbereich (αKF) gedreht wird, am Ende des zweiten Winkelbereichs (αKF) der Abstand (a1) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Detektor (3) und/oder der Abstand (a2) zwischen der Röntgenquelle (2) und dem Prüfobjekt (P) wieder verringert wird und dann das Prüfobjekt (P) während eines zweiten Scan-Zeitabschnitts weiter in der Drehrichtung (D) relativ zur Röntgenquelle (2) und zum Detektor (3) über einen dritten Winkelbereich (αS2) unter Erfassung eines zweiten Projektionsdatensatzes (P2) gedreht wird, und mit einer Rekonstruktionseinrichtung (14), welche den ersten Projektionsdatensatz (P1) und den zweiten Projektionsdatensatz (P2) zu einem Gesamtprojektionsdatensatz (PG) kombiniert und auf Basis des Gesamtprojektionsdatensatzes (PG) Bilddaten (BD) vom Inneren des Prüfobjekts (P) im interessierenden Bereich (B) rekonstruiert.CT testing device ( 1 ) for testing a test object (P), with an X-ray source ( 2 ), a detector ( 3 ) and an object holder ( 4 ) to the test object (P) on one between the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 Positioning line (M) to be positioned so that in test operation at least temporarily a region of interest (B) of the test object (P) of X-rays (R) of the X-ray source ( 2 ) during a rotation of the test object (P) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) about a perpendicular to the measuring line (M) extending axis of rotation (A) projection data sets (P 1 , P 2 ) with the detector ( 3 ) and with a control device ( 10 ), which for carrying out a test of a test object (P), the X-ray source ( 2 ), the detector ( 3 ) and the object holder ( 4 ) in such a way that, during a first scan time interval, a rotation of the test object (P) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) in a direction of rotation (D) over a first angular range (α S1 ) while detecting a first projection data set (P 1 ), after the detection of the first projection data set (P 1 ) first a distance (a 1 ) between the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) and / or a distance (a 2 ) between the x-ray source ( 2 ) and the test object (P) is enlarged and then the test object (P) further in the direction of rotation (D) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) is rotated over a second angular range (α KF ), at the end of the second angular range (α KF ) the distance (a 1 ) between the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) and / or the distance (a 2 ) between the x-ray source ( 2 ) and the test object (P) is reduced again and then the test object (P) during a second scan period further in the direction of rotation (D) relative to the X-ray source ( 2 ) and the detector ( 3 ) is rotated over a third angular range (α S2 ) while detecting a second projection data set (P 2 ), and with a reconstruction device ( 14 (), Which combines the first projection data set (P 1) and the second projection data set (P 2) (to a total projection data set P G), and (based on the total projection data set P G) image data (BD) from the interior of the test object (P) in the region of interest B) reconstructed.
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