FR2650684A1 - Procede de formation d'image de rayons x par balayage a translation-rotation - Google Patents
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Abstract
Une inspection rapide aux rayons X d'objets 22 plus grands qu'un réseau détecteur de rayons X 23 est basée sur un mouvement de balayage à translation-rotation de l'objet 22 par rapport à la source 20 et au détecteur 23. Le balayage pour la formation d'image par tomographie calculée est réalisé en faisant tourner l'objet sur 360degre(s) pour au moins deux positions par rapport à la source et au réseau détecteur. En se déplaçant vers l'autre position, l'objet est tourné et l'objet ou la source et le détecteur sont déplacés en translation. Un ensemble partiel de données de rayons X est acquis pour chaque position, et ces données sont combinées pour fournir un ensemble complet de données pour une reconstitution d'image complète.
Description
26506à4
La présente invention coL-ir'e un prockéd de balayage et de formaticn d'image d'objets qui sont plus -grands qu'un réseau de détecteurs. Elle concerne plus particulièr'eent un
eplacemnt de balayage en tanslation-rotaticn pour une forma-
tion d'image par rig e mérique (M) ou tagra que
calclée (Cr).
Une inspection rapide de pièces industrielles de grarxIes dimensions devient de plus en plus critique tarndis que l'on passe en fabricatian de montages d'ensembles de petites pièces à l'utilisation de très grar=_es pièces monxblocs. Pour satisfaire aux exigences typiques de résolutian spatiale, des détecteurs comprenant plusieurs milliers d'éléments individuels deviennent ncessaires. n autre, tandis que les capacités et les exigences d'un balayage & haute résoluticn croissent, mnme l'inspection des petites pièces nr ssite des milliers d'éléments détecteurs. Toutefois, des crntraintes de fabrication limitent le rxrbre d'éléments irdividuels qui peuvent être assemblés en un
détecteu unique. le problème qui se pose est de créer une cofi-
guration de balayage qui peut simuler de grands réseaux d'élé-
mieits détentes & partir de petits réseaux d'une faqn rapide et effic&e et de prévoir des algrithUms de reonistituticn d'image
qui utilisent ces d<inées de faqçm optimale.
Les dispositifs de formation d'image CT ont évolué
selon plusieurs érations de dispositifs tandis que les d/men-
sicns d'image et les exigences de sortie croissaient. Les analy-
seurs de première génération (figure la) utilisent une source 10 qui peut comprendre un ollimateur pour mettre en forme le fais- ceau, et un élément détecteur unique 11 pour acquérir les données
d'une image CT. La pièce 12 est déplacée en translation latéra-
lement devant la souroe et le détecteur selon un premier arngle d'dbservation, tourrie et analysée latéralement selon le secnd arngle d'observation, et ainsi de suite jusqu'à ce que de nambreux
arngles d'observation sur 180 aient été couverts et qu'un ensem-
ble de doées de faisoeau parallèle ait été acquis point par point en série. Les analyseurs de secode grénération, figure lb, utilisent un nombre discret de déeteurs pointés vers la source selon divers angles sur une plage drue, eR,, pour permeLttre l'acquisition de données simultaenément selon plusieurs angles d'observation. Des détecteurs à éléments multiples 13 présentent un large écart entre éléments et quatre arngles d'observation couvrant OR. La pièce 12 est déplacée en translation devant la souroe et les détecteurs pour reo illir toutes les donées pour les arngles représentés. Elle est ensuite tournée d'un angle eR
et analysée à rnouxxveau latéralement pour la niuvelle gamme d'an-
gles d'observation. Le processus est répété N fois jusqu'à oe que
NeR soit supérieur ou égal à 180 .
Des analyseurs CT de troisième génération, figure lc, acélèrent notablement le prooessus en utilisant une barrette de
détecteurs pour acqérir en une fois toutes les données corres-
pcdant à un arngle d'observation fixe. Le détecteur à éléments
multiples 14 présente un faible écart entre éluients et la dimen-
sion de la pièce 12 est inférieure au champ du détecteur. Seul un balayage en rotation de la pièce 12 sur 360 est rssaire pour iiriir les dnnées pour les divers angles. Toutefois, les
donnaxes sont acquises avec une configuration de faisceau en éven-
ti1 et le réseau de détecteurs doit étre suffisarmment grand pour
emtrasser la pièce.
Un objet de la présente invention est de conserver les
avant as de rapidité des stàs de formation d'image de troi-
sime génération même quand le détecteur n'est pas assez grand
pour embrasser la pice.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir
un détecteur de rayons X et une configuration de balayage amélio-
rée gui assure une capacité rapide d'acquisition de donnxes pour de sgaraees pièces 1ndustrielles, pour une formation d'image en
tomographie calculée et en radiraphie numérique.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir une technique de syn-thèse d'un plus grand réseau de détecteurs selon laquelle un plus petit réseau de détecteurs peut être
utilisé pour l'analyse de pièces de ncrbreuses dimensions.
Un autre objet de la présente invention est de prévDoir un déplacement d'analyse en translation-rotation d'un objet par rapport à une source et à un détecteur de rayons X, et des Proessus de remcnstitution d'image utilisant de tels ensembles
de données.
Un aspect de l'invention réside dans un prcxé amé-
lioré de balayage et d'acquisition de donées pour une formation d'image CT et DR, 'en utilisant une source de rayons X à faisoeau en éventail et un réseau de détecteurs qui présente une étendue insuffisante pour ernglober un objet. Le procédé consiste, de façon sucessive, à balayer l'objet et à acquérir des ensembles partiels de donées de rayons X pour une pluralité de positions relatives de l'objet, de la souroe de rayons X et du réseau de détecteurs, l'objet étant déplaé en translation et en rotation par rapport à la source et au détecteur pour chaque positiom par rapport à une position précédente. te nombre total de positions dépend de l'étendue du réseau de détecteurs et du champ de l'objet. Le procédé consiste en outre à combiner des ensembles partiels de donrées qui couvrent l'ensemble du cdamp, pour conduire à un ensemble de données de rayons X complet.pour
reaonstruire une image de l'objet.
Pour acquérir des donnes de rayons X pour une forma-
tion d'image CT, l'analyse est ralisé par rotation sur 360 pour toutes les positions. Une catéristique de ce procédé est
que la ombinaiscn des ensembles partiels de données peut oEmOen-
oer et la reconstitution d'image être initialisée après que toutes les données _respodant à un prnemier aensemble ont été rees. Il n'est pas roessie d'attedre jusqu'à la fin. Une autre carctéristique est que la combinais des deonnées peut c--pren;re la sélection de données de raYns X pour les seuls trajets de rayons qui passent par le champ de l'objet et une partie donnée du champ. Les trajets des rayes extérieurs au
champ, par exemple, ne sont pas utilisés.
Un autre aspect de l'invention réside dans un procédé amélioré de translation et d'analyse destir à être utilisé avec un système de formation d'imaie par rayons X cPrenant une souroe de rayons X qui produit un faisceau en éventail présentant un certain arngle d'ouverture, et une barette de détecteurs qui a
une étendue inférieure à celle d'un objet dont on forme l'image.
Le procé, tel qu'il est appliqué à un système de balayage double consiste à placr l'objet à une premanière position par r apport à la souroe et au réseau de détecteurs, à balayer et à acqurir un ensemble de dcrées de rayoas X partiels, à déplaoer
l'objet vers une seconde position et à faire-tourner et à trans-
later l'objet par rapport à la source et au détecteur, et à ana-
lyser et acqurir un autre ensemble partiel de dnmées de rayons X. Ces ensembles de données partiels couvrant le champ de l'objet sont combinés pour conduire à un ensemble complet de donées pour
reoruir ue u image complète de l'objet.
Un mode de réalisation décrit à titre illustratif
simule un réseau de détecteurs beaucoup plus grand qui est symé-
trique de l'objet. Dans la première position relative, en utili-
sant le détecteur plus petit, l'objet est déplacé en translation vers la droite de la ligne centrale du faisoeau en éventail et
touram- d'un arngle prédtermié et, dans la sBCOnde position rela-
tive, l'objet est dépla en traznslation vers la gauche de la
ligne centrale du faisceau en éventail et tourné d'une même quan-
tité en sens opposé. Pour les deux positions, les données pour la formation d'image CT sont acquises en faisant ensuite tourner l'objet sur 360 . les données de formation d'image DR sont acquises en faisant des balayages verticaux pour chacune des deux positioes. Ces objets, caractéristiqes et avantages' ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail
dans la description suivante de modes de réalisation particuliers
faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:
la figure la représente un analyseur CT de l'art anté-
rieur de première génération comprenant un élément détecteur unique; la figure lb représente un analyseur CT de seonde génération de l'art antérieur ccmprenant un réseau de détecteurs
avec un grand écart entre éléments; -
la figure lc représente un analyseur CT de troisième génération de l'art antérieur utilisant un réseau de détecteurs avec un faible écart entre éléments;
la figure 2 est un schema destiné à expliquer un pre-
mier mode de réalisation du système d'inspecticn à translation-
rotation de trLuisièem génération;
la figure 3 illustre l'analyseur de rayons X à trans-
lation-rotation et la détermination de l'angle de rotation 4b;
la figure 4 illustre le système précdent et une trans-
lation et une rotation de l'objet par rapport à une source et un détecteur fixes; la figure 5 est un diagramme d'un mode de réalisation particulier de l'analyseur CT et IR à translation-rotation;
la figure 6 représente un système particulier de trans-
lation et de rotation de l'objet par rapport à une source et à un détecteur fixes;
la figure 7 est un organigramm des étapes d'actionne-
ment du systée de la figure 6; la figure 8 est un organigramme indiquant en détail ctIomment les données de rayons X en provenance des analyses de position 1 et 2 sont combines pour fournir un ensemble de dnne's,corplet; la figure 9 est un organigr-m illustrant le fonction- nement du système de la figure 6 en tant qu'analyseur DR; et les figures 10 et 11 illusLtet un analyseur CT à plusieurs positions à translation-rotation dans lequel la source et le détecteur sont déplacés en translation et l'objet entraîir en rotation, et l'objet est à la fois entrairé en translation et
en rotation.
Le systme de formation d'image par rayais X de la figure 2 comprend un réseau de détecteurs plan 15 qui n'est pas suffisamment étendu p ou embrasser un objet 16. On suppose par exaemple qu'une pièce d'un diamètre de 50 cm doit être analysée par un détecteur de 30 cm. Ceci peut provenir de diverses causes: seul un détecteur de 30 cm peut être dispcnible, il peut être difficile ou impossible de fabriquer un détecteur plus grand, ou les circuits élecLtroiques d'acquisition de donrnées peuvent ne pouvoir traiter plus du nombre d'éléments existant dans un détecteur de 30 cm. Le balayage CT est réalisé en faisant to-urner l'objet 16 sur 360 à des positions 1 et 2 par rapport à la source de rayons X à faisceau en éventail 17 et au détecteur 15. Pour la position 1, la source est au point B et le détecteur s'étend entre les points D et E. La souroe est au point C pour la position 2 et le détecteur est déplacé et s'étend du point D' au point E'. Ceci suppose que l'objet 16 est fixe et que la source de rayais X et le réseau de détecteurs sont déplacés par rapport à cet objet, mais l'objet peut être déplacé par rapport à la soueroe et au détecteur. Ce double balayage fournit un ensemble complet de données de rayons X pour une formation d'image CT de l'objet complet d'un diamètre 50 ancm. Toutefois, combiner les deux ensembles de données pour cotenir une image CT convenable de l'cbjet n'est pas simple. Comme on peut le voir à partir de la figure 2, une combinaison directe qui adapte les données à l'avant de l'objet 16, au point G, contient un recouvrement à l'arrière de l'objet, entre les points A1 et A2, du fait de la nature en éventail - du faisoeau d' inspection. cnsequence, la présente invention prévoit également un procédé pour combiner les ensembles de dcnnees en provoenace de deux positions d'acquisi- tion de données de sorte qu'un re__vrsent est évité et que desr donnZes CT standard sont disponibles. Des donres de rayons X DR stardard sont produites quarnd l'objet est balayé verticalement au
travers du faisceau en éventail pour un premier angle d'obser-
vation dans les deux positions.
On considère les données qui sont acquises à la posi-
tion 1 de la souroe et du détecteur. Le cdamrap de l'objet dans cet exposé est un oercle entourant corplètement li'objet et est le Mêer que la périphrie de l'objet 16 dans oette figure. L'objet ou pièce peut avoir diverses formes, mais est toujours situé à l'intérieur du oercle définissant le champ visuel. L'étendue minimale du détecteur qui peut être utilisée pour une analyse d'acquisition de données à deux positions est déterminre par l'exigence selon laquelle les rayoens extr&es détectés par le détecteur 15 passent par la limite externe du champ de 50 an d'un coté, et par le oentre le plus bas (x = 0, y = -10) du champ de l'autre côté. Ce critère détermine également le décalage dans la directicn x de la source et du détecteur pour la position 1. La position 2 est symétrique de l'autre côté par raport à x = 0; les rayons extrU es détectés passent par la limite extérieure du champ de 50 cm de l'autre oôté, et par le centre inférieur du champ au point G. Les donrnes rncessaires pour achever l'analyse avec la souroe 17 et le détecteur 15 à la positicn 1 sont oelles qui seraient acquises si le réseau de détecteurs était suffisamment large pour embrasser tout l'objet, c'est-à- dire si le réseau de détecteurs s'éterndait du point D au point F au lieu de s'étendre du point D au point E. Le point F est déterminé en traçant la
ligne en pointillés partant de la position de source 1 et tan-
gente au champ de l'objet 16. Tes dcnnes mamquantes sont celles qui seraient acquises pour une sucoession de lignes passant par le champ de l'objet 16 présentant des pentes définies par les lignes passant par la source et les divers éléments manquants du détecteur. Toutefois, des données pour des lignes présentant oes pentes sont acquises lors de la position 2 de la source et du réseau de détecteur, pourvu que l'objet soit d'abord tourné d'un petit angle 4b avant que le balayage ne commernce. Ceci est illustLé en figure 3 qui re--présente le même systèie de formation
d'image par rayons X à deux positions sauf que la barette détec-
trioe 19 ayant la même longueur que celle de D à E en figure 2 est représentée dans les deux positions 1 et 2. Le réseau 19 à la position 2 est à la mne distance de la source qu' à la position 1 mais est représenté à une distance légrement plus grande par soui de clarté. En particulier, les données de rayons X non acquises à la position 1 sont acquises à la position 2 pour l'angle de rotation % qui déplace la ligne allant de G à Ai le
long d'un rayon à partir de la position de souroe C vers un élé-
ment déteteur du réseau de détecteurs 19 à la position 2, la ligne G' à A'1. L'angle Db est légèrement inférieur à l'angle d'éventail complet 2y du faisceau en éventail 18 et sa valeur dépend de façon détaillée de la configuration de l'inspection. Il est détermitn de façon itérative en faisant tourner le cercle de champ de divers angles et en déterminant la meilleur alignement entre la ligne ayant tourné G-A1 et les lignes omprises entte la position de source C et les éléments détecteurs pertinents du
réseau de détecteurs 19 à la position 2.
L'ensemble partiel de données de rayons X qui est acquis de oette façon à la position 2 crrespd exactent à la plage oevmnable de pentes de lignes allant de la souroe au détecteur requis pour déterminer les valeurs cnvenables pour l'ensemble de données à l'espacment requis à la position 1. De tels procèssus d'interpolation sont bien corus de l'humre de l'art. On considère un exiple partiiculier dans lequel une inspection d'un cham d'un diamètre de 50 cmn doit étre effectué avec un réseau de détecteurs de 30 on ou moins. Dans oe cas, la dimension minimale du déeteceur qui peut être utilisée est un réseau de déteteurs & 1070 éléments orrespcndant en gros à un réseau de détecteurs de 27,2 acm. La distance dans la direction Y de la source de rayons X 17 jusqu'au oentre du champ 16 de l'objet est de 206,4 ncm et jusqu'au réseau de détecteurs 19 de 241, 3 cm. Le décalage Ax de la souroe 17 au centre de la position 1 est de - 11,89 ancm et le dcalage Ax de la position 2 est de +11,89 cm. L'arngle d'ouverture maximal est 2y = 7,54 et l'arngle de rotation % = 6,61 . Un total de 950 éléments détecteurs supplémentaires serait rceslsaire pour parachever le balayage à la position 1. A la position 2, 938 points de données sont acquis pour compléter l'analyse. Ainsi, une interpolation appropriée est requise. te procédé qui vient d'être décrit pour utiliser des données de rayons X acquises à la position 2 pour compléter l'ensemble de données partielles à la position 1 peut être utilisé pour la formation d'images DR et CT. Dans la formation d'image DR, 1'objet 16 est balayé verticalement par le faisoeau en éventail de rayons X 18 pour un angle de visée à la position 1 de la source de rayons X 17 et du réseau détecteur 19. Alors, la source et le réseau détectur sont déplacés jusqu'à la position 2, l'objet 16 est tourné d'un angle Ob et l'objet est analysé verticalement pour l'arngle de visée oe respcndant à la position
2. On se referera au brevet américain 4 803 639 dont la descrip-
tion est considérée ici cme omnnue. Les ensembles de rayons X partiels requis aux positions 1 et 2 sont combinés de la façcn décrite, conduisant à un ensemble de donrnes complet qui couvre
tout le champ, et l'image DR complète de l'objet est affichée.
Pour la formation d'image CT, l'objet 16 est tourné de 360 à la position 1, la source 17 et le détecteur 19 sont déplacés vers la position 2, et l'objet 16 est à nouveau tourné de 3600. Les deux ensembles de dnnées ouvrent tout le ciamp de l'objet 16 et sont uombtins de la façcn qui vient d'être décrite, et l' image CT coplète est affichée. La rotation de l'objet 16 sur 360 aux positions 1 et 2 fournit un ensemble de données complet pour une
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reconstitution CT en utilisant des algorithmes classiques tels
qu'une rétroprojection filtrée. En figure 3, le mouvement d'ana-
lyse & translation-rotation de l'objet 16 par rapport à la source de rayons X 17 et du détecteur 19 est obtenu en faisant tourner l'objet et en translatant la source et le réseau détecteur. Il est souvent plus pratique, omme oela est illustré en figure 4, de maintenir fixe la source 17 et le réseau détecteur 19 et de déplaoer en translation et en rotation l'objet 16. L'objet est balayé à la premiere position et des données de rayons X couvrant au toins la moitié du champ de l'objet 16 sont recueillies, puis l'objet 16 est déplacé vers la seconde position et tourrné de
l'angle %b. L'ocbjet est balayé et des données de rayons X cou-
vrant au moins l'autre moitié du champ sont acquises. Ces deux ensembles de d&nnées sont combinés de la même façon pour conduire
à un ensemble complet de données pour une reconstitution d'image.
La cxonfiguration de la figure 2 du système de rayons X à translationrotation synthétise les dcnnées de rayons X en _proovarne d'un détecteur 15 qui s'étend de D à F avec la source de rayons X 17 au point B. Cette configuration convient pour une
formation d'image UR mais est toins souhaitable pour une forma-
tion d'image CT car les données sont synthétisées à partir d'un détecteur qui est asymétrique par raopport à l'objet 16. Ceci exige un 'reo wnr m t ocmplexe des données de rayons X pour les algorithmes de recrnstituticn CT. Les modes de réalisation
préférés du système et du procédé de rayons X à translation-
rotation pour analyser et former l'image sont représentés en figures 5 et 6 et crviennent pour la formation d'image CT et la fomartion d'image lR. Cette approche synthétise des données en provenance d'un détecteur qui est symétrique par rapoIt à l'objet dont on fait l'image. La source de faisoeau en éventail de rayons X 20 est à x--=0 et le détecteur synthétisé 21 couvre oomplètett un objet 22. Le détecteur 21 est suffisamment étendu pour que les rayons extrêmes tangents à l'objet 22 et son champ (le mâme) des deux côtés soient détectés par les éléments
extrêmes.
L'étendue minimale de détection de la plus petite barrette détectrice 23 qui peut être utilisée pour une analyse
d'acuisition de donnéers à deux positions est, comme préédem-
ment, déterminn e par l'exigence que les rayons extres du fais-
oeaul en éventail 24 qui scnt détectés soient tangents au champ 22 de l'objet d'un côté, et passent par le centre inférieur 25 du champ de l'autre oté. Ce critère détermine le décalage &x de la
souroe 20 et du réseau détecteur 23 pour la position 1. La posi-
ticn 2 est symétrique de l'autre côOté de x=0. A la position 1 de la source 20 et du détecteur 23, l'objet 22 est légèrement tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre d'un angle Yr
pour faire que les trajets des rayons en provenarnX de la posi-
tion 1 de la saiouroe 20 s'adaptent aux trajets de rayons du détec-
teur plus grand 21 à simuler. L'angle de rotation yr=y-y2, o y
est la moitié de l'angle en éventail pour le détecteur de syn-
thèse grand 21 et y2 est la moitié de l'arngle en éventail pour le détecteur physique 23. Pour la position 2, l'objet est amené à tourner d'une quantité analogue dans le sens des aiguilles d'une mo-ntre, CpDosB. Les procédés de balayage et d'acquisition de
donnrées sont les mêmes et seront revus ci-après. Le premier bala-
yage est effectué avec la source 20 et le réseau détecteur 23 à la position 1 et l'objet 22 ayant tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre de l'angle yr. Le second balayage commence avec la scurce et le réseau détecteur à la position 2 et l'objet entrainré en rotation dans le sens des aiguilles d'une nntre de l'arngle r La figure 6 représente le même systèm de rayons X et une translation et une rotation de l'objet 22 par rapport à la souroe 20 et au réseau détecteur 23 fixes. L'objet 22 est déplacé en translation vers la droite et vers la gauche de la ligne centrale 25' du faisoeau de rayons X en- éventail et entrarné en rotation. Une translation de l'objet selon un arc de cercle ou un autre trajet peut également être approriée dans certaines
circanstanoes. Une description plus détaillée de l'analyse et de
l'acquisition de données pour la formation d'image CT est donnée t650684 dans l'organigramme de la figure 7 qui illustre des étapes 26 à 30. La ccmbinaiso des données de rayons X en provenance des deux balayages peut commenoer avant que toutes les donnes ne soient acuises, et la recstitution d'image initialisée. Les étapes 26 et 27 sait destirnées à dplaer e. translation l'objet 22 vers la droite de la ligne centrale 25' de ax et & faire tourner l'objet dans le sens inverse des aiguilles d'une montre de l'angle -yr. L'objet est ensuite entrairné en rotation sur 360 pour acquérir des données sur plusieurs angles d'observation couvrant 360 pour la formation d'image CT. L'objet 22 est déplacé vers sa seconde position par rapport à la source et au détecteur. Comme
on le voit aux étapes 28 et 29, l'objet est déplacé en transla-
tio vers la gauche de 26x et entrairné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de l'angle 2Yr. Une rotation sur
360 est initialisée et, aprés acquisition des données correspaon-
dant au premier angle de visée, les d nées en provenasce des première et secnde analyses sont combinis et la recostitutian d'image est initialisée. Le processus de l'étape 30 est destine a
acquérir des données pour d'autres angles d'observatiai, séquen-
tiellement, en combinant les deux ensembles de données tandis que
les données sont reçues et traitées, et en continuant la recons-
titutian d'image dès que les données combinées sont disponibles.
Le procédé de combinaisn des données de rayons X reçues pour une première position de l'objet par rapport à la sourcoe et au détecteur est donné par l'organigramoe de la figure 8. Les étapes 31-33 s'appliquent à la combinaison des cnnées du coté gauche de l'objet, et les trois mnmes étapes sont suivies pour oambiner les données du octé droit. les trajets de rayons X pour le détecteur 23 sont déterminés, c'est-à-dire que les trajets de rayons à partir de la source 20 vers chaque élément détecteur du réseau 23 sont calculés. Les trajets de rayons par le champ 22 de l'objet en utilisant yr et Ls sont alors calculés. Camme pz-cf mmmeIt, l'objet 22 est rerésenté 'par un
cercle et son champ est le mâne cercle. Parfois, le réseau détec-
teur qui est utilisé est plus grand que la largeur minimale qui
265063-4
peut être requise et des données de rayons X en excès sont acquises. Si c'est le cas, des données sont sàlectioes à partir des trajets de rayos qui s'étendent depuis la tangente au
chadmp jusqu'au centre du champ.
Le procédé d'analyse et d'acquisition de dbnnées à translation-rotation pour la formation d'image DR, en utilisant le syste de rayos X de la figure 6, est décrit aux étapes 34 à 38 de l'crganigramme de la figure 9. L'objet 22 est déplacé en translation vers la droite de Ax et entra1in en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre selon l'angle Yr. Des
dornées de rayons X sont acquises pour un premier angle d'obser-
vation tandis que l'objet est balayé verticalement par le fais-
ceau en éventail 24. L'objet 22 est déplacé en translation vers
la gauche de 28x et entrai&r en rotation dans le sens des aiguil-
les d'une montre de l'angle 2Yr. Des secondes données de posi-
tion sont acquises pour le premier arngle d'observation par un
second balayage vertical-par le faisoeau en éventail. Les ensem-
bles de données pour les première et _seonde positions sont combinés comme cela a été fait pour le cas Cr et une image DR
complète est reconstituée.
Des balayages de grandes pièces utilisant plus de deux
positions de détecteur permettent a des pièces encore plus gran-
des d'être analysées. Les décalages de position, les arngles de
rutation, et analogues, sont déterminés à partir de considéra-
tions similaires au cas de deux positions. Une autre facn de considérer l'invention est qu'une grande diversité d'objets et de pièces, plus petits et plus grands que l'étendue du réseau de détecteurs peut être analysée en utilisant le même réseau de
lTes figures 10 et Il illustrent un systém de transla-
tion-rotation à trois positions pour analyser un objet 41 plus grand et un camp plus grand que dans les figures préckdentes. La
source de faisceau de rayos X en éventail 42 et le réseau détec-
teur 43 peuvent être identiques à la source et au détecteur des figures 5 et 6. Le premier balayage est effectué tandis que la source 42 et le détecteur 43 ont été déplac1s en translation vers
la gauche et l'objet 41 tourne d'un arngle Yr, le second bala-
yage avec la souroe et le détecteur au centre et l'objet ramer dans sa position de rotation initiale, et le troLisième balayage avec la source etle détecteur déplaés en translation vers la droite et l'objet tourné dans le sens des aiguilles d'une montre
de l'angle de rotation Tr. La figure 11 illustre la configura-
tion de balayage pour un systè dans lequel la source 42 et le détecteur 43 sont fixes et l'objet est déplacé d'une première à une seconde puis à une troisième position et tourné de la facon qui vient d'être décrite. Pour la formation d'image CT, des
données sont acquises sur 360 pour les trois positions. L'acqui-
sition de données pour la formation d'image DR rnoessite un balayage vertical pour un premier angle d'observation aux trois positions. Le nombre de positions de balayage, deux, trois ou plus, est détermirné en divisant le diamètre de l'objet par le diamntre du champ du détecteur. Par exemple, pour un objet d'un diamètre de 50 cm et un champ de détecteur de 30 cm, le quotient
est 1,6 et 2 positions sont ' '.
Une rxconstituticn d'image CT classique en utilisant des algorithmes de rétroprojection filtrée et un ensemble de données complet sur 360 a été décrite. D'autres algorithmes de
recxnstitution qui rncessitent des données sur une plage angu-
laire de 180 ou 180 plus le réglage d'angle d'éventail, peuvent être utilisés. Dans le premier cas, les données sont triées en un ensemble de donnéres parallèles reconstituées par un algorithme de recostitution de faisceaux parallèles. Le deuxièmen cas utilise
une rétroprojection filtrée itérative pour reconstituer l'ensem-
ble de données à 180 + 2y. On se référera à l'article de K.C.
Tam, "educing the Fan-Beam Scanning Angular Range", Phys. Med. Biol., 1988, Vol. 33, N 8, pp. 955-967. Ces techniques peuvent permettre une arlération d'un facteur suppliémentaire de deux
pour le temps d'acquisition de données.
Une comparaison des vitesses de balayage entre la
configuration améliorée de troisième génération à translation-
rotation selcn la prés e invente i otn avec la oxfiguration clas-
sique de secde génératin de la figure lb mnmtre que le temps d'analyse est considrablement moindre. Un exemple particulier cQmprenant une analyse à deux positions était trois fois plus rapide que le procxdé de l'art antérieur.
Alors que la présente invention a été décrite et illus-
trée en relation avec des modes de réalisation particaliers, il
sera clair que l'homme de l'art peut y app-bter diverses varian-
tes et modifications sans sortir du domaine de l'invention.
Claims (16)
1. Procédé d'analyse et d'acquisition de données pour
une formation d' image par radiograie numérique (DR) et tcmogra-
phie calualée (CT), caractérisé en oe qu'il comprend les étapes suivantes: prévoir une source (17, 20) de rayons X à faiscea=u en
éventail et un réseau détecteur (19, 23) ayant une étendue insuf-
fisante pour embrasser un objet (16, 22) dont on veut former
l'image, qui présente un champ plus grand que le réseau détec-
teur,
balayer sumessivement l'objet et acuérir des ensem-
bles de données de rayons X partiels pour une pluralité de posi-
tions relatives de l'objet et de la source de rayons X et du réseau détecteur, l'objet étant déplacé en rotation et tourrné par ra pprt à la source de rayons X et au réseau détecteur pour chaque position par rapport à une position prédente; et combiner les ensembles de donées partiels pour fournir un ensemble de danses complet couvrant tout le champ à partir
duquel on recnstitue une image de l'objet.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'analyse comprend une rotation de l'objet sur 360 pour toutes lesdites positions, à des arngles de visée multiples,
séquentiellement, pour acquérir de donres partielles pour forma-
tion d'image CT.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la combinaison des ensembles de donées partiels comence et
une reconstitution d'image est initialisée quarnd toutes les don-
nées de rayons X pour un premier angle de visée sont acquises.
4. Procdé selon la reverxlication 1, caractérisé en ce que l'analyse omprend l'étape consistant à analyser l'objet verticalement au travers du faisceau de rayens X en éventail pour toutes lesdites positions pour acquérir les ensembles de données
partiels pour une formation d'image DR.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la recombinaison comprend une sélection de donnes de rayons X pour les seuls trajets de rayaions qui passent par le champ de
i ' objet.
6. Procxd d'analyse par translation et rotation pour une formation d'image par rayons X, caractérisé en oe qu'il comprend les étapes suivantes: prévoir une souroe de rayons X (17, 20) qui produit un faisceau en éventail ayant un angle d'éventail (2y), et un réseau
linéaire détecteur de rayaons X (19, 23) dont l'étendue est insuf-
fisante pour embrasser le champ d'un objet (16, 22); plaer 1 'objet à une première position par rapport à la source et au réseau détecteur, analyser et acquérir un ensemble partiel de danrnes de rayons X; déplar l'objet vers une seconde position, l'objet étant tourné et translaté par rapport à la source et au réseau détecteur, analyser et acquérir un autre ensemble partiel de dcnnes de rayons X; déplacer l'objet vers au moins une autre position et faire tourner et translater cet objet par rapport à la source et au réseau détecteur, balayer et acquérir au moins un autre ensemble partiel de données de rayans X; combiner les ensembles de données partiels qui couvrent le champ complet de l'objet pour fournir un ensemble camplet de
donées pour reconstituer une image omplète de l'oCbjet.
7. Procdé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite analyse à chaque position comprend une rotation de l'objet sur 360 pour acxiérir des dornes de tnograçhie
calculée (CT).
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que laite analyse à chaque position comprend un balayage de l'objet verticalement sur le faisceau de rayons X en éventail
pour un angle d'observation pour acqurir des données de radio-
graphie numérique (DR).
9. Procdé de balayage à translation-rotation pour une formation d'image par rayons X, car érisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: prévoir une source de rayons X qui prduit un faisceau en éventail ayant un certain arngle d' verture, et un réseau léaire détecteur de rayoes X qui a une étendue moirndre que celle d'un objet dont on veut former l'inage; plaer l'objet à unre prire position par rapport à la souroe et au réseau détecteur, balayer et acquérir un ensemble de donnees de rayons X; déplar l'objet vers une seconde position, l'objet étant tourrn et déplacé en translation par rapprt à la source et au réseau détecteur, balayer et acquérir un autre ensemnble de dnnées de rayons X; et oombi lesdits ensembles de dnnées pour fournir un ensnmble complet de donres pour reconstituer une image complexe
de l'objet.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le balayage onomprend une rotation de l'obijet sur 360 aux première et secornde positions xpour acrir des ensembles de
_onées pour une formation d'image par tmirgrapie calcul1e (CO).
11. Procédé selcn la revendication 9, caractérisé en oe que le balayage comprend un balayage vertical de l'objet sur le faisceau de rayons en éventail aux prenière et seconde positions pour acquérir les enrsembles de danées pour une formation d'imaie
de radiographie numérique (DR).
12. Procédé selon la revendicaticn 9, caractérisé en ce que, à la première position, l'objet est déplac en translation vers la droite d'une ligne centrale d'un faisoeau en éventail et tuurné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre d'un angle
prédéterminé et, à la secone position, est déplacé en transla-
tion vers la gauche de la ligne centrale du faiscau en éventail et tourné dans le sens des aiguilles d'une montre selon le nfne
angle prédétermirné.
13. Procdé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le balayage aux première et seconde positions comprend une
rotation 'de l'objet sur 360 et des angles d'observation multi-
ples pour acquérir les ensembles de d&nnées partiels pour une formation d'image par tam graphie calculée.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en oe que la combinaisoe des ensembles de données partiels c. mrence et la reconstitution d'image est initialise après alquisition des données de rayons X pour un premier angle d'observgtion,
l'objet étant dans la secrne position.
15. Proés selon la revendication 14, caractérisé en ce que la combinaison comprend une sélection des donés de rayons X pour les seuls trajets de rayons X qui passent par le
charp de l'objet.
16. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le balayage comprend un balayage vertical de l'objet en travers du faisoeau de rayons X en éventail pour un premier angle
d'observation dans les première et seconde positions.
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