FR3058249A3 - Programme informatique pour la segmentation et la reduction d'artefacts metalliques a base de spectre et systeme tdm - Google Patents

Abstract

Un système et un programme de réduction des artefacts métalliques (MAR) à base de segmentation et de spectre sont appliqués dans un système TDM à rayons X polychromatiques qui utilise la connaissance a priori de métaux à Z élevé dans des échantillons qui contribuent aux artefacts primaires à un spectre d'énergie de rayons X connu. Au moyen d'une décomposition des matériaux de base, le programme résout le problème de réduction ou d'élimination des artefacts métalliques associés au durcissement de faisceau en utilisant seulement un balayage unique de l'échantillon effectué à une énergie de rayons X sélectionnée. En particulier, il génère des ensembles de projections à Z élevé à partir d'un ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées sur la base d'une épaisseur de métal à chaque angle de projection et de l'atténuation des rayons X à chaque angle de projection, normalise ces ensembles et crée ensuite un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées en utilisant des projections à Z faible et les ensembles de projections à Z élevé.

Description

PROGRAMME INFORMATIQUE POUR LA SEGMENTATION ET LA RÉDUCTION D’ARTEFACTS MÉTALLIQUES À BASE DE SPECTRE ET SYSTÈME TDM

CONTEXTE DE L’INVENTION

[ l ] La tomodensitométrie à rayons X (TDM) est une technique non destructive pour inspecter et analyser les structures internes d’échantillons. En général, les rayons X sont absorbés ou diffusés par l’échantillon lorsque les rayons X traversent l’échantillon. Les rayons X non absorbés ou diffusés sont transmis à travers l’échantillon et sont ensuite détectés par un système de détecteur. L’image formée au niveau du système de détecteur est appelée projection de rayons X. Des ensembles de données volumiques tomographiques sont reconstruits à partir d’une série de ces projections à différents angles par l’intermédiaire d’algorithmes de reconstruction TDM standard. Les systèmes de tomographie à rayons X présentent souvent ces volumes tomographiques dans des images de sections transversales bidimensionnelles ou « tranches » des ensembles de données volumiques tomographiques.

[2] Certains systèmes de tomographie à rayons X utilisent des faisceaux de rayons X polychromatiques pour générer les projections de rayons X. Les sources de rayons X polychromatiques comprennent des tubes à rayons X (sources de laboratoire) ou des faisceaux de synchrotron blancs, ou des sources à base d’accélérateur. L’avantage d’un faisceau de rayons X polychromatique est que ceux-ci sont généralement plus puissants que les faisceaux monochromatiques pour une source donnée étant donné que des filtres d’énergie avec perte ne sont pas nécessaires.

[3] Lors de l’utilisation d’un faisceau polychromatique, l’intensité des rayons X transmis n’est généralement plus proportionnelle à l’épaisseur du matériau étant donné que les énergies plus faibles sont absorbées en premier lorsque le faisceau traverse l’objet. En conséquence, un phénomène appelé durcissement de faisceau (BH) se produit fréquemment lorsque des faisceaux polychromatiques sont utilisés pour générer des projections de rayons X. Le durcissement de faisceau est associé à un changement de spectre de rayons X transmis vers des énergies de rayons X plus élevées lorsque les rayons X traversent l’échantillon.

[4] Le durcissement de faisceau produit fréquemment des artefacts dans des reconstructions tomographiques avec des rayons X polychromatiques. Des artefacts typiques générés en conséquence du durcissement de faisceau comprennent les artefacts de tuilage et les artefacts de strie. Le durcissement de faisceau peut être efficacement corrigé pour des objets qui sont constitués d’un seul matériau par linéarisation de l’absorption en fonction de l’épaisseur du matériau. Cependant, ce procédé n’est pas efficace pour des objets en matériau mixte, en particulier des objets contenant à la fois des matériaux à basse densité (Z faible) et des matériaux à haute densité (Z élevé). Etant donné que les élément à Z élevés tels que des métaux ou des éléments ayant un numéro atomique supérieur à 18, tels que le fer (Fe) et l’or (Au), absorbent beaucoup plus de rayons X que des éléments à Z faible, tels que le silicium (Si), le carbone (C), l’azote (N) et l’oxygène (O), les structures d’élément métallique produisent typiquement des artefacts de durcissement de faisceau plus sévères lorsqu’elles sont exposées aux rayons X. Ces artefacts sont également appelés « artefacts métalliques ». De plus, des facteurs autres que le durcissement de faisceau peuvent causer la création d’artefacts métalliques tels que la diffusion de rayons X, le bruit de Poisson et des effets de mouvement et de bord.

[ 5 ] Les approches actuelles de la réduction des artefacts métalliques (MAR) en TDM à rayons X sont typiquement classées dans trois groupes. Le premier groupe, le groupe 1, utilise un ajustement polynomial d’ordre N pour effectuer une correction de durcissement de faisceau pour réduire les artefacts métalliques. Nous appelons présentement ce procédé « BHC (correction de durcissement de faisceau) ». Le deuxième groupe, le groupe 2, est focalisé sur la segmentation/soustraction de métaux dans les projections, suivie par la conduite de procédés avec des algorithmes analytiques ou itératifs. Le troisième groupe, ou groupe 3, utilise une approche de modélisation à base de spectre ou physique pour réduire statistiquement et de façon itérative ou supprimer les artefacts.

[6] Chacune de ces approches de réduction des artefacts présente des inconvénients. Les procédés MAR du groupe 1 ne peuvent réduire les artefacts qu’approximativement et ne fonctionnent correctement que pour un seul type de métal. Les procédés MAR du groupe 2 ne permettent typiquement qu’une suppression partielle des artefacts, et peuvent introduire de nouveaux artefacts de masquage autour des métaux dans l’échantillon. Cela est dû au fait que des informations sur des structures dans l’échantillon masquées par le métal sont effacées. Par contre, les procédés MAR du groupe 3 peuvent théoriquement réduire ou éliminer la plupart des artefacts métalliques et donner typiquement de meilleurs résultats étant donné qu’ils n’effacent pas les informations présentes dans les projections. L’efficacité de calcul des procédés du groupe 3 est cependant faible, en raison du nombre élevé d’étapes de traitement itératives requises.

[7] Plus récemment, dans la demande PCT n° PCT/US2015/028032, déposée le 28 avril 2015, et publiée sous WO 2015/168147 Al, il est décrit un procédé MAR à base de segmentation et de spectre qui utilise une procédure de décomposition de matériaux de base. Le procédé résout le problème de réduction ou d’élimination des artefacts associés au durcissement de faisceau en utilisant un balayage unique de l’échantillon effectué à un spectre d’énergie de rayons X connu, sans effacer les informations masquées par le métal. Cela constitue une amélioration par rapport aux approches de MAR actuelles du groupe 2 et du groupe 3.

[ 8 ] Cette approche combine certains avantages des approches MAR du groupe 2 et du groupe 3 tout en évitant certains de leurs inconvénients. Contrairement à l’approche du groupe 1, cette approche MAR peut fonctionner pour plusieurs types de métaux. Contrairement aux approches du groupe 2, l’approche MAR peut réduire au minimum l’introduction de nouveaux artefacts quelconques et fournir des détails sur des structures métalliques dans des images TDM reconstruites de l’échantillon. Contrairement aux approches du groupe 3, l’approche MAR pourrait être non itérative ou nécessiter éventuellement seulement 2 ou 3 itérations au total (c’est-à-dire, une faible consommation de calcul) et en théorie, peut éliminer les artefacts métalliques sur la base de la physique de durcissement de faisceau associée au spectre.

[9] Le procédé MAR utilise des connaissances a priori concernant à la fois la distribution d’énergie spectrale (c’est-à-dire, le spectre) des rayons X polychromatiques incidents sur l’échantillon (le spectre d’énergie est, dans ce cas, également combiné avec la sensibilité de détection du détecteur) et les propriétés physiques d’un métal à Z élevé primaire dans l’échantillon qui contribue à la création des artefacts primaires.

[10] Premièrement, les projections originales sont considérées comme des projections de référence. Au moyen des projections de référence de l’échantillon, le procédé pourrait générer un ensemble de données volumiques tomographiques de référence de l’échantillon par l’intermédiaire d’algorithmes de reconstruction standard de rétroprojection filtrée/Feldkamp-Davis-Kress (FBP/FDK), par exemple.

[11] Ensuite, un ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées est créé pour le métal à Z élevé choisi parmi l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence. Ensuite, un ensemble de projections associées uniquement au métal à Z élevé sont générées par projection avant de l’ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées, c’est-à-dire, la création de projection de métal à Z élevé projetées vers l’avant.

Les projections à Z élevé sont associées à l’épaisseur de l’élément à Z élevé segmenté à chaque angle de projection dans l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées.

[ 12 ] Un concept de la décomposition de matériaux de base est adopté dans le procédé. Il est supposé que des matériaux de l’échantillon autres que le métal à Z élevé peuvent être « exprimés » ou représentés par un élément/matériau à Z faible choisi supposé, c’est-à-dire, le silicium (Si) ou le carbone (C), également appelé « élément à Z faible équivalent ». En conséquence, l’échantillon est de préférence modélisé comme comprenant quelques, par exemple deux, matériaux de base : un élément métallique à Z élevé et un élément métallique à Z faible équivalent, comprenant les mêmes projections de référence utilisées pour le spectre de rayons X sélectionné.

[13] En utilisant une relation entre les projections de référence et les deux matériaux de base, le procédé calcule un ensemble de projections associées à l’épaisseur de l’élément à Z faible équivalent, par exemple, à chaque angle de projection formé lors de la rotation de l’échantillon dans le faisceau de rayons X pendant le scan TDM de l’échantillon. Celles-ci sont également référencées en tant qu’ensemble de projections d’élément à Z faible équivalentes. Une technique de table de référence (LUT) est la méthode la plus générale pour déterminer cette relation.

[ 14 ] Le procédé MAR utilise ensuite les projections d’élément à Z faible équivalentes pour créer des ensembles de données volumiques tomographiques corrigées de durcissement de faisceau de l’échantillon, également appelés ensembles de données volumiques tomographiques corrigées.

[15] Enfin, le procédé MAR utilise des projections d’image conjointement avec la sélection d’une valeur d’énergie de rayons X monochromatiques pour générer un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées pour le durcissement de faisceau de l’échantillon. Dans ce contexte, le procédé, dans un premier temps, normalise et brouille l’ensemble de projections à Z élevé. Ensuite, le procédé fusionne les projections à Z faible équivalentes avec les projections à Z élevé normalisées, sur la base d’une énergie de rayons X monochromatique sélectionnée, pour créer des projections fusionnées monochromatiques corrigées à l’énergie de rayons X sélectionnée. Ensuite, le procédé reconstruit un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées à partir des projections fusionnées monochromatiques corrigées.

RÉSUMÉ DE L’INVENTION

[16] La présente invention concerne de nouvelles améliorations de cette MAR à base de segmentation et de spectre. En particulier, des ensembles de projections multiples sont créés à partir de l’ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées. Ces projections sont créées sur la base de l’épaisseur du métal à différents angles mais également sur la base de l’atténuation des rayons X. Cela permet une caractérisation plus précise du métal.

De préférence, ces ensembles de projections sont combinés. Dans un cas, un ensemble de projections atténuées à Z élevé sont créées par normalisation des deux ensembles de projections.

[17] En général, selon un aspect, la présente invention concerne un programme informatique pour la reconstruction d’image dans un système TDM à rayons X, comprenant un algorithme pour l’exécution, sur un système informatique, d’un procédé de reconstruction d’image dans un système TDM à rayons X. L’invention concerne un programme informatique pour l’acquisition de données et la reconstruction d’image exécuté sur un système informatique d’un système de tomodensitométrie à rayons X. Ce programme crée un ensemble de projections de référence d’un échantillon, crée un ensemble de données volumiques tomographiques de référence de l’échantillon à partir de l’ensemble de projections de référence, et segmente des structures à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence pour créer un ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées. Selon l’invention, des ensembles multiples de projections à Z élevé sont générés par le programme à partir de l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées sur la base d’une épaisseur de métal à chaque angle de projection et d’une atténuation de rayons X à chaque angle de projection. Ces ensemble ou ensembles de projections à Z élevé sont utilisés par le programme pour générer un ensemble de projections à Z faible équivalentes, en tenant compte d’un spectre d’énergie d’un faisceau de rayons X. Enfin, un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées est généré au moyen de l’ensemble de projections à Z faible équivalentes et des ensembles de projections à Z élevé.

[18] Dans un exemple, un ensemble de projections à Z élevé normalisées est créé par le programme par normalisation des ensembles de projections atténuées de rayons X qui sont basées sur l’atténuation de rayons X à chaque angle de projection avec un ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé qui sont basées sur l’épaisseur de métal à chaque angle de projection.

[19] De préférence, les projections à Z faible équivalentes sont fusionnées avec les projections à Z élevé normalisées, sur la base d’une énergie de rayons X monochromatique sélectionnée du spectre d’énergie du faisceau de rayons X, de manière à créer un ensemble de projections fusionnées monochromatiques à l’énergie de rayons X sélectionnée.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la génération de l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées par identification d’un métal à Z élevé des structures à Z élevé de l’échantillon qui contribue aux artéfacts métalliques, et la sélection de seuils pour segmenter le métal à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence.

[20] Enfin, l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées est reconstruit à partir des projections fusionnées monochromatiques.

[21] En général, selon un aspect, la présente invention concerne un système TDM à rayons X. Le système comprend un système d’imagerie à rayons X qui génère un ensemble de projections de référence par rotation d’un échantillon par rapport à un faisceau de rayons X et un système informatique qui génère un ensemble de données volumiques tomographiques de référence de l’échantillon à partir de l’ensemble de projections de référence, et segmente les structures à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence pour créer un ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées.

[22] Selon l’invention, des ensembles de projections à Z élevé sont générés à partir de l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées sur la base d’épaisseurs de métal à chaque angle de projection et de l’atténuation des rayons X à chaque angle de projection. Un ensemble de projections équivalentes à Z faible est créé en utilisant l’ensemble ou les ensembles de projections à Z élevé en tenant compte d’un spectre d’énergie d’un faisceau de rayons X. Enfin, un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées est généré au moyen des projections d’élément à Z faible équivalentes et des ensembles de projections à Z élevé.

[23] Les caractéristiques ci-dessus et autres de l’invention comprenant différents nouveaux détails de construction et combinaisons de composants, et d’autres avantages, sont plus particulièrement décrites ci-après en référence aux dessins annexés et indiquées dans les revendications. Il doit être entendu que le procédé et le dispositif particuliers mettant en œuvre l’invention sont décrits à titre d’illustration et non de limitation de l’invention. Les principes et caractéristiques de cette invention peuvent être utilisés dans des modes de réalisation divers et nombreux sans s’écarter de la portée de l’invention.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[24] Dans les dessins annexés, les caractères de référence désignent les mêmes composants dans l’ensemble des différentes vues. Les dessins ne sont pas nécessairement à l’échelle ; l’accent a été mis sur l’illustration des principes de l’invention. Dans les dessins : [25] les figures IA à 1F illustrent le durcissement de faisceau et les artefacts métalliques pour un échantillon balayé avec des rayons X polychromatiques, la figure IA représentant une conception de fantôme d’un échantillon exemplaire comprenant des structures d’élément métallique à Z élevé, la figure IB représentant deux spectres d’énergie de rayons X à 70 kV (énergie faible) et 150 kV (énergie élevée), respectivement, comprenant l’influence de la sensibilité du détecteur, les figures IC et 1D représentant des artefacts métalliques dans les images tomographiques d’un scan à énergie faible et d’un scan à énergie élevée, respectivement, et les figures 1E et 1F représentant des tracés de coefficients d’atténuation linéaire en fonction d’un profil de line dans l’image tomographique à énergie faible et l’image tomographique à énergie élevée de l’échantillon, respectivement, les artefacts métalliques dans l’image tomographique à énergie faible étant plus graves que les artefacts métalliques dans l’image tomographique à énergie élevée ; [2 6] la figure 2 est un diagramme schématique d’un système TDM à rayons X auquel la présente invention est applicable ; [27] la figure 3 est un flux de données représentant un mode de réalisation préféré de la MAR de l’invention conduite par le programme exécuté sur le système informatique ; [28] les figures 4A et 4B représentent des tables de référence (LUT) exemplaires pour déterminer une relation entre les projections de référence et deux matériaux de base à l’énergie sélectionnée, des LUT similaires pouvant être utilisées dans l’étape 916 dans le flux de données de la figure 3 ; et [29] les figures 5A à 5E représentent des images associées à la sortie à différentes étapes exemplaires de la MAR, la figure 5A représentant un ensemble de projections de référence d’un scan TDM de l’échantillon, la figure 5B représentant une image tomographique de référence de l’échantillon créée à partir des projections de référence de la figure 5A, la figure 5C représentant une image de métal à Z élevé segmentée soustraite à l’image tomographique de référence de la figure 5B, la figure 5D représentant des projections à Z élevé créées à partir d’une projection avant de l’image de métal à Z élevé segmentée de la figure 5C, et la figure 5E représentant un ensemble de projections à Z faible équivalentes associées à l’épaisseur de l’élément à Z faible équivalent.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS

[30] L’invention est décrite ci-après de manière plus détaillée en référence aux dessins annexés, dans lesquels des modes de réalisation illustratifs de l’invention sont représentés. Cette invention peut, cependant, être mise en œuvre sous de nombreuses formes différentes et ne doit pas être considérée comme étant limitée aux modes de réalisation présentement décrits ; au lieu de cela, ces modes de réalisation sont décrits de sorte que cette description soit approfondie et complète, et représentent pleinement la portée de l’invention pour l’homme du métier.

[31] Dans le présent contexte, le terme « et/ou » comprend l’un quelconque et toutes les combinaisons d’un ou plusieurs des éléments énumérés associés. De plus, il apparaîtra que les termes : comprend, inclut, comprenant et/ou incluant, lorsqu’ils sont utilisés dans cette spécification, spécifient la présence de caractéristiques, entiers, étapes, opérations, éléments et/ou composants spécifiés, mais n’excluent pas la présence ou l’ajout d’un(e) ou plusieurs autres caractéristiques, entiers, étapes, opérations éléments, composants, et/ou groupes de ceux-ci. De plus, il apparaîtra que lorsqu’un élément, comprenant un composant ou un sous-système, est référencé et/ou décrit comme étant relié ou couplé à un autre élément, il peut être directement relié ou couplé à l’autre élément ou des éléments intercalés peuvent être présents.

[32] Pour des rayons X monochromatiques, la loi de Beer décrit que des rayons X seront atténués lorsque les rayons X traversent un objet pur : [33]

[ 34 ] où Io est l’intensité de rayons X incidents sur un objet, t est l’épaisseur de l’objet, et I est l’intensité de rayons X transmis à travers l’objet, μ est le coefficient d’atténuation de l’objet (comprenant les effets de l’absorption photoélectrique et de la diffusion de Compton, et l’effet de pair d’électrons si l’énergie de rayons X > 1,02 MeV), ), en fonction de la densité échantillon p, le numéro atomique Z, la masse atomique A, et l’énergie de rayons X E.

[ 35 ] La formule ci-dessus peut être réécrite avec une forme intégrale

[36] [37] [38] où / est le trajet de faisceau à travers l’objet. Cela satisfait parfaitement à la demande d’intégrale de ligne d’algorithmes de reconstruction TDM. En conséquence, aucun artefact de durcissement de faisceau (BH) n’est introduit pour des rayons X monochromatiques.

[39] Les sources de rayons X polychromatiques, d’autre part, génèrent des rayons X sur un spectre D(E). D(E) comprend en outre l’influence de la sensibilité du détecteur par souci de simplicité. L’intensité / en aval de l’objet est donnée par [40]

[41] μ(£·) est typiquement une fonction non linéaire de E, donnée par [42]

[43]

(composante d’absorption photoélectrique), et [44]

(composante de diffusion de Compton), où fKN est la formule de Klein-Nishina.

[45] Étant donné que μ(Ε) est typiquement une fonction non linéaire de l’énergie E, la transmission de rayons X à partir de sources de rayons X polychromatiques ne satisfait pas à la demande intégrale de ligne d’algorithmes de reconstruction TDM. Mhigh-energy < Miow-energy» ce qui signifie que les matériaux absorbent « plus » de rayons X à énergie faible que des rayons X à énergie élevée. Le spectre de sortie des rayons X atténués transmis par l’intermédiaire de l’échantillon semble se « déplacer » de manière à être plus dur, un phénomène appelé durcissement de faisceau (BH). Les matériaux métalliques à Z élevé ont des problèmes de durcissement de faisceau beaucoup plus sévères, conduisant aux artefacts métalliques typiques présents dans des images tomographiques reconstruites CT d’un échantillon.

[4 6] Les figures IA à 1F illustrent le problème du durcissement de faisceau (BH), et dés artefacts métalliques 106 qui résultent du BH dans deux énergies de rayons X différentes utilisées par la présente invention.

[47] La figure IA représente une conception fantôme d’un échantillon 114 comprenant de multiples éléments à Z élevé et Z faible. Les éléments comprennent le manganèse (Mn), le fer (Fe), le nickel (Ni), le cuivre (Cu), le cobalt (Co), et le carbone (C).

[48] La figure IB représente deux spectres de rayons X polychromatiques à une énergie faible à 70 kV et une énergie élevée à 150 kV.

[49] Les figures IC et 1D représentent des images reconstruites de l’échantillon 114 comprenant des artefacts non corrigés 106 en raison du durcissement de faisceau. La figure IC est créée en utilisant une source de rayons X polychromatique à énergie faible actionnée à 70 kV. D’autre part, la figure 1D est créée en utilisant une source de rayons X polychromatique à énergie élevée actionnée à 150 kV.

[50] Les figures 1E et 1F représentent des comparaisons de profils de coefficients d’atténuation linéaire dans les images reconstruites des scans à énergie faible et énergie élevée. Les artefacts métalliques et BH dans les images reconstruites sont dépendants de l’énergie, comme décrit. Les artefacts métalliques et BH sont plus sévères dans la TDM à énergie faible que dans la TDM à énergie élevée. Par exemple, les coefficients d’atténuation à faible énergie présentent un pic aux bords des éléments à Z élevé et aux vallées 154 dans un matériau de charge à Z faible homogène.

[51] La figure 2 est un diagramme schématique d’un système TDM à rayons X 200 auquel la présente invention est applicable. Le système TDM à rayons X 200 comprend un système d’imagerie à rayons X qui comporte un système de source de rayons X 102 qui génère un faisceau de rayons X polychromatique 103 et un support de rotation 110 avec un porte-échantillon 112 pour maintenir l’échantillon 114. Les images ou les projections de rayons X sont capturées par un système de détecteur 118. Un système informatique 124 reçoit et traite typiquement ces images et permet le contrôle général du système 200.

[52] La source 102 est de préférence une «source de rayons X de laboratoire» en raison de son ubiquité et de son coût relativement faible. Néanmoins, des sources de synchrotron ou des sources à base d’accélérateur sont une autre alternative.

[53] La source 102 peut être un tube à rayons X, dans lequel des électrons sont accélérés dans un vide par un champ électrique et propulsés dans une pièce de cible métallique, des rayons X étant émis au fur et à mesure que les électrons décélèrent dans le nîétal. Typiquement, de telles sources produisent un spectre continu de rayons X d’arrière-plan combiné avec des pics aigus en intensité à certaines énergies qui dérivent des raies caractéristiques de la cible sélectionnée 104, suivant le type de cible métallique utilisée. De plus, les faisceaux de rayons X sont divergents et ne présentent pas de cohérence spatiale et temporelle.

[54] Dans un exemple, la source 102 est une source de type à anode tournante ou microfocalisée, avec une cible de tungstène. Des cibles qui comprennent du molybdène, de l’or, du platine, de l’argent ou du cuivre peuvent également être utilisées. De préférence, une configuration de transmission est utilisée dans laquelle le faisceau d’électrons atteint la cible mince 104 depuis son côté arrière. Les rayons X émis depuis l’autre côté de la cible 104 sont utilisés en tant que faisceau 103.

[55] Dans un autre exemple, plus spécifique, la source 102 est une source de rayons X à anode structurée telle que décrite dans le brevet U.S. n° 7 443 953 délivré à Yun, et al. le 28 octobre 2008. Dans ce cas, la source 102 comporte une couche supérieure mince constituée du matériau cible souhaité et une couche inférieure plus épaisse constituée de matériaux à numéro atomique faible et masse volumique faible ayant de bonnes propriétés thermiques. L’anode peut comprendre, par exemple, une couche de cuivre avec une épaisseur optimale déposée sur une couche de béryllium ou un substrat de diamant.

[56] Des lasers à rayons X produisant un rayonnement ayant une énergie adaptée pour les applications tomographiques présentement décrites peuvent également être utilisés.

[ 57 ] Dans un autre exemple supplémentaire, la source 102 est une source de rayons X à jet de métal telle que celles commercialisées par Excillum AB, Kista, Suède. Ce type de source utilise des tubes à microfoyer dans lesquels l’anode est un jet de liquide-métal. Par conséquent, l’anode est régénérée en continu et déjà fondue.

[ 58 ] La source 102 est de préférence située sur un support d’axe z de source qui permet l’ajustement indépendant de la distance de source à échantillon (202).

[59] Le faisceau de rayons X 103 généré par la source 102 comporte un spectre d’énergie qui est typiquement contrôlé par les paramètres opératoires de la source. Dans le cas d’une source de laboratoire, les paramètres déterminants comprennent le matériau de la cible et la tension d’accélération. Le spectre d’énergie est également dicté par des filtres de conditionnement qui suppriment les énergies ou les longueurs d’onde de rayonnement indésirables. Par exemple, les longueurs d’onde indésirables présentes dans le faisceau sont éliminées ou atténuées, en utilisant, par exemple, un filtre d’énergie 107 (conçu pour sélectionner une plage de longueur d’onde de rayons X souhaitée (bande passante)). Néanmoins, le filtre 107 ne réduit sensiblement pas l’énergie totale ou la bande passante du faisceau transmis 103. Par exemple, le filtre 107 diminue de préférence la puissance dans le faisceau 103 de pas plus de 50 %. Dans le mode de réalisation préféré, il diminue la puissance dans le faisceau de pas plus de 30 %. Le point important est que la plupart des rayons X polychromatiques générés par la source de rayons X 102 sont préservés pour irradier l’échantillon 114. En général, la bande passante des rayons X utilisés est supérieure à 40 % comme défini par le rapport de la largeur à mi-hauteur maximale (FWHM) de la bande d’énergie de rayons X à l’énergie de rayons X centrale. Par exemple, pour une énergie centrale de 50 keV, une bande d’énergie d’au moins 20 keV autour de l’énergie centrale est utilisée. En général, la bande passante est d’au moins 20 %, étant donné que, sinon, le flux disponible de la source est trop sévèrement découpé, ce qui réduit les performances et/ou ralentit le fonctionnement.

[ 60] Lorsque l’échantillon 114 est exposé au faisceau de rayons X 103, les photons de rayons X transmis à travers l’échantillon forment un faisceau de rayons X atténués 105 qui est reçu par le système de détecteur 118. Dans d’autres exemples, une lentille d’objectif est utilisée pour former une image sur le système de détecteur 118 du système d’imagerie à rayons X.

[61] Une image de projection agrandie de l’échantillon 114 est formée sur le système de détecteur 118 avec un grossissement qui est égal au rapport inverse de la distance de source à échantillon 202 et la distance de source à détecteur 204, en utilisant un grossissement géométrique. Généralement, le grossissement géométrique du support à rayons X est compris entre 2 et 100, ou plus. Dans ce cas, la résolution de l’image à rayons X est limitée par la taille du point de foyer ou la taille virtuelle du système de source de rayons X 102.

[62] Afin d’obtenir une résolution élevée, un mode de réalisation actuel du système TDM à rayons X 200 utilise en outre un système de détecteur à très haute résolution 118 conjointement avec le positionnement de l’échantillon 114 à proximité du système de source de rayons X 102. Dans une mise en œuvre, un scintillateur 119 est utilisé conjointement avec un objectif de microscope 121 pour produire un grossissement additionnel compris entre 2 et 100, ou plus.

[63] Pour ajuster le grossissement géométrique, l’opérateur utilise les applications d’interface utilisateur 126 sur le système informatique 124 pour ajuster la distance de la source à l’échantillon 202 et la distance de la source au détecteur 204. L’opérateur ajuste ces distances pour obtenir le grossissement géométrique souhaité.

[64] Typiquement, sur la base des paramètres définis par l’opérateur, le dispositif de commande 122 du système informatique 124 commande le support de rotation 110 pour faire tourner l’échantillon par rapport au faisceau 103 pour effectuer le balayage TDM par l’intermédiaire du dispositif de commande 122. Le système de détecteur de rayons X 118 apporte également la capacité à ajuster le champ de visée de l’échantillon 114 en modifiant la taille de pixel dans le système de détecteur de rayons X 118, selon certaines mises en œuvre.

[65] Le système de détecteur 118 crée une représentation d’image, en pixels, des photons de rayons X provenant du faisceau de rayons X atténués 105 qui interagissent avec le scintillateur 119 dans le système de détecteur 118. L’image formée au niveau du système de détecteur 118 est également appelée projection de rayons X ou image de projection de rayons X.

[66] Dans un exemple, le système informatique 124 comprend un processeur d’image 120 et des applications d’interface utilisateur 126. Un dispositif d’affichage 136, connecté au système informatique 124, affiche des informations provenant du système TDM à rayons X 200, typiquement dans des applications d’interface utilisateur 126 du système informatique 124. Un dispositif d’entrée 142 tel qu’un écran tactile ou une souris d’ordinateur permet une interaction entre l’opérateur, le système informatique 124, et le dispositif d’affichage 136.

[67] Le système informatique 124 charge des informations depuis et enregistre des informations vers une base de données 150 connectée au système informatique 124. Le dispositif de commande 122 comporte une interface de dispositif de commande qui permet à un opérateur de commander et générer des composants dans le système TDM à rayons X 200 sous contrôle logiciel par l’intermédiaire du système informatique 124.

[68] Le dispositif de commande 122 commande des composants qui ont une interface de dispositif de commande 130. Les composants ayant une interface de dispositif de commande 130 comprennent le processeur d’image 120, le système de détecteur 118, le support de rotation 110, et le système de source de rayons X 102.

[69] Au moyen des applications d’interface utilisateur 126, l’opérateur définit/sélectionne des paramètres de balayage TDM 232. Celles-ci comprennent la définition de paramètres de tension de rayons X avec le spectre d’énergie de rayons X du temps de balayage et d’exposition sur le système de source de rayons X 102. L’opérateur sélectionne typiquement en outre d’autres paramètres tels que le champ de visée du faisceau de rayons X 103 incident sur l’échantillon 114, le nombre d’images de projection de rayons X à créer pour l’échantillon 114, et les angles de rotation du support de rotation 110 pour faire tourner l’échantillon 114 pour un balayage TDM à rayons X dans le faisceau de rayons X 103.

[70] Le système informatique 124, à l’aide de son processeur d’image 120, accepte les informations d’image ou de projection provenant du système de détecteur 118 associées à chaque angle de rotation de l’échantillon 114. Le processeur d’image 120 crée une image de projection séparée pour chaque angle de rotation de l’échantillon 114, et combine les images de projection au moyen d’algorithmes de reconstruction TDM pour créer des informations de volume tomographiques 3D pour l’échantillon.

[71] La figure 3 est un flux de données qui fournit des détails pour la MAR effectuée par le problème exécuté sur le système informatique 124, par exemple, ou un autre système informatique ou ressource informatique.

[72 ] Dans l’étape 902, les métaux à Z élevé dans l’échantillon 114 qui contribuent aux artefacts primaires 106 sont identifiés. Généralement, il existe une connaissance a priori de la présence d’éléments à Z élevé et du type de ces éléments dans l’échantillon 114 qui contribuent à la création des artefacts primaires 106, et par conséquent, ces informations sont entrées par un opérateur ou reçues depuis une base de données (par exemple, 150). Par exemple, dans la plupart des procédés de fabrication de semi-conducteur, les constituants élémentaires sont déjà connus et bien définis. Dans d’autres exemples, ces informations sont déterminées par analyse d’image par le processeur d’image 120. Généralement, un ou plusieurs métaux à Z élevé sont sélectionnés.

[73] Dans l’étape 904, le programme permet à l’opérateur de sélectionner un réglage de tension de la source de rayons X 102 qui comprend l’influence de la sensibilité du système de détecteur 118. Cette opération est également appelée définition d’un spectre d’énergie efficace. Dans des exemples, la sélection du spectre d’énergie efficace est également associée à la sélection de filtres 107 des paramètres de balayage 232. Le spectre d’énergie peut être mesuré et/ou estimé à l’avance par des mesures physiques ou par des programmes de simulation exécutés par le processeur d’image 120.

[74 ] Selon l’étape 906, le système TDM à rayons X 200 effectue un balayage TDM de l’échantillon 114 à un spectre d’énergie de rayons X sélectionné conformément aux paramètres de balayage 232 sous le contrôle du système informatique 124. En réponse au balayage, dans l’étape 908, le programme permet au processeur d’image 120 de créer un ensemble de projections de référence 502 de l’échantillon 114 par rotation de l’échantillon dans le faisceau de rayons X 103 provenant de la source de rayons X 102 du système TDM à rayons X 200. De plus, généralement, une trajectoire de balayage quelconque peut être utilisée comprenant une tomographie spirale où l’échantillon 114 est mis en rotation et translation simultanément, ainsi que d’autres trajectoires continues et discontinues. Dans certaines mises en œuvre, cependant, le processeur d’image 120 crée en outre un ensemble de projections corrigées pour le durcissement de faisceau (BHC) en utilisant des algorithmes d’ajustement polynomial d’ordre N pour corriger des effets de durcissement de faisceau des projections de référence originales. Les projections BHC peuvent elles-mêmes produire une reconstruction améliorée pour la segmentation de métal dans l’étape 910. Cependant, les projections de référence originales sont encore requises pour l’étape de décomposition de matériau de base 916, présentement incluse ci-dessous.

[75] Une projection de référence exemplaire 502 est représentée sur la figure 5A. Il doit être noté que cette projection est basée sur une simulation utilisant un faisceau parallèle unidimensionnel (1D). Lors de rutilisation d’un faisceau parallèle 1D, l’ensemble/image de projections de référence 502 est également appelé « sinogramme ». Dans d’autres scénarios, plus typiques, le faisceau de rayons X d’irradiation a une forme conique, tel que le faisceau de rayons X 103 décrit sur la figure 2.

[7 6] Dans l’étape 910, le processeur d’image 120 crée un ensemble de données volumiques tomographiques de référence 504 de l’échantillon à partir des projections de référence 502, ou crée un ensemble de données volumiques tomographiques de référence BHC 504-1 à partir des projections de référence BHC 502. L’ensemble de données volumiques tomographiques de référence 504 est fréquemment non corrigé pour les artefacts. Présentement, des algorithmes de reconstruction TDM standard peuvent être utilisés, comprenant un procédé de rétroprojection filtrée et FDK (FBP/FDK). Dans toutes les étapes suivantes, les ensembles de données volumiques 504/504-1 créés à la suite de l’étape 910 sont collectivement appelés ensemble de données volumiques tomographiques de référence 504 de l’échantillon 114.

[77] Une image exemplaire de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence 504 est présentée sur la figure 5B. Elle contient des artefacts évidents 106 émanant de structures de matériau à Z élevé.

[78] Selon l’étape 912, les métaux à Z élevés sont segmentés à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence 504 pour créer un ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées 506. De façon similaire à d’autres procédés MAR à base de segmentation, un ou plusieurs seuils sont utilisés pour segmenter les parties de métal à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence 504 pour créer l’ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées 506. En variante, d’autres procédés de segmentation peuvent être utilisés pour isoler les caractéristiques de métal à Z élevé.

[79] Un ensemble exemplaire de données volumiques de métal à Z élevé segmentées 506 est décrit sur la figure 5C. Celui-ci est caractérisé par des points blancs aux emplacements du ou des matériau(x) à Z élevé.

[80] Les étapes 914-1 et 914-2 acceptent l’ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées 506 en tant qu’entrée, et exécutent différentes opérations de projection avant sur l’ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées 506.

[81] Dans l’étape 914-1, le programme exécute une projection avant (FP) de l’ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées 506 sur la base de l’épaisseur du métal à Z élevé segmenté à chaque angle de projection pour créer un ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé 508/FPt associées à l’épaisseur du métal à Z élevé segmenté à chaque angle de projection. L’ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé 508/FPt comprend typiquement des informations associées aux grandes fissures dans les structures à Z élevé de l’échantillon 114 parce que les petites fissures sont éliminées par le seuil d’épaisseur. Chaque ensemble de projections à Z élevé 508/FPt fournit des informations associées à l’épaisseur du métal à Z élevé à chaque angle de projection qui a été utilisé lors de la rotation de l’échantillon 114 dans le faisceau de rayons X 103 lorsque les projections de référence 502 ont été obtenues.

[82] Une projection à Z élevé synthétique exemplaire de l’ensemble de projections à Z élevé 508/FPt est représentée sur la figure 5D. Dans une géométrie de faisceau de cône plus générale, des images volumiques de métal à Z élevé segmentées 3D sont créées à partir de projections de faisceau en cône à Z élevé 3D en utilisant des techniques de projection avant de' faisceau en cône 3D.

[83] Dans la pratique, les systèmes TDM à rayons X réels 200 ont une limite de résolution, amenant les bords des objets dans des images à être flous (par rapport à un comportement de fonction de gradin idéalisé des bords). Par conséquent, un flou gaussien de l’ensemble de projections de métal à Z élevé projetées vers l’avant est de préférence effectué afin de correspondre à la limite réelle de résolution du système. En conséquence, les bords des projections à Z élevé 508/ FPt sont également flous.

[84] Dans l’étape 914-2, le programme MAR exécute une projection avant de l’ensemble de données volumiques de métal à Z élevé segmentées 506 sur la base de l’atténuation des rayons X du métal à Z élevé segmenté à chaque angle de projection pour créer un ensemble de projections de rayons X atténuées à Z élevé 508/FPa. Contrairement à l’ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé 508/FPt, l’ensemble de projections atténuées de rayons X à Z élevé FPa peut comprendre des informations pour toutes les fissures dans les structures à Z élevé de l’échantillon 114 parce qu’un seuil d’épaisseur n’est pas utilisé.

[85] L’étape 915 reçoit à la fois l’ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé FPtet l’ensemble de projections atténuées de rayons X à Z élevé FPa en entrée. L’ensemble de projections atténuées à Z élevé 508/FPa sont en outre normalisées avec l’ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé FPt et ensuite troublées pour créer un ensemble de projections normalisées à Z élevé 508-1.

[8 6] Dans l’étape 916, une décomposition de matériaux de base est effectuée selon la relation entre les projections de référence 502 et, de préférence, deux matériaux de base ou plus à l’énergie sélectionnée, conjointement avec les projections d’épaisseur à Z élevé 508/FPt, de manière à générer un ensemble de projections d’élément à Z faible (non métallique) équivalentes 510. Il est également important de noter que la décomposition de matériaux de base de l’étape 916 est exécutée en utilisant le même spectre d’énergie de la source de rayons X utilisée dans l’étape 904 lors de la création de l’ensemble de projections de référence 502.

[87] Les deux matériaux de base comprennent de préférence un élément à Z élevé de l’échantillon 114 tel que l’or (Au), et un matériau à Z faible équivalent, tel que Si.

[88] Nous supposons que tous les autres matériaux (à l’exception du métal primaire) dans l’échantillon 114 peuvent être exprimés ou représentés par un élément à Z faible équivalent. En tant que partie de ce processus, dans le processeur d’image 120, une table de référence (LUT) est utilisée à l’avance pour déterminer une relation entre l’épaisseur de deux matériaux de base (c’est-à-dire, un élément métallique à Z élevé et l’élément à Z faible équivalent), et leurs atténuations de rayons X correspondantes au spectre d’énergie sélectionné. Des informations supplémentaires concernant l’utilisation des LUT accompagnent la description associée aux figures 4A et 4B, présentement incluse ci-dessous.

[8 9] Dans la pratique, en raison des limites de résolution des systèmes TDM à rayons X 200, certaines dérives surviennent lors de l'adoption de LUT idéales. Ces dérives causent des phénomènes inattendus dans les projections à Z faible équivalentes (PO) 510, telles que des pointes à leurs bords, et des valeurs négatives anormales pour des parties de l’échantillon masquées par le métal à Z élevé. L’effet de ces phénomènes sur les projections à Z faible équivalentes 510 comprend l’introduction de nouveaux artefacts dans des images reconstruites à partir des projections.

[90] Dans l’étape 917, le processeur d’image 120 effectue facultativement une opération pour filtrer ou lisser des bords (c’est-à-dire, des pointes) et éliminer les valeurs négatives anormales (c’est-à-dire, une contrainte non négative) dans l’ensemble de projections d’élément à Z faible équivalentes 510 pour créer un ensemble de projections à Z faible équivalentes lissées (PO). Le numéro de référence 510-1 indique les versions lissées éventuelles des projections à Z faible équivalentes créées dans l’étape 917.

[91] Ensuite, le programme passe à l’étape 918, qui accepte en tant qu’entrée l’ensemble de projections normalisées à Z élevé 508-1 créées dans l’étape 915, conjointement avec les projections à Z faible équivalentes 510 créées dans l’étape 916 ou leurs versions lissées 510-1 de l’étape 917.

[92] Dans l’étape 918, le programme fusionne (par exemple mélange/combine/intègre) les projections à Z élevé normalisées 508-1, avec les projections à Z faible 510 ou les projections à Z élevé lissées 510-1, sur la base d’une énergie de rayons X monochromatique sélectionnée. En conséquence, un ensemble de projections fusionnées monochromatiques 511 de l’échantillon 114 est créé à la conclusion de l’étape 918, où pratiquement tous les artefacts de durcissement de faisceau ont été éliminés des projections monochromatiques fusionnées 511.

[93] Dans l’étape 922, le programme reconstruit ensuite un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2 de l’échantillon à partir des projections fusionnées monochromatiques 511. Selon l’étape 924, le programme détermine si la qualité d’image de l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2 peut être amélioré. Dans de nombreux cas, aucun traitement additionnel n’est requis. Si aucune amélioration n’est nécessaire, le programme termine ou arrête le traitement dans l’étape 926. Sinon, le programme passe à l’étape 928, selon une boucle de traitement itérative 950 pour améliorer l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2.

[94] L’étape 928 est la première étape dans la boucle de traitement itérative 950 pour améliorer la qualité d’image de l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2. La boucle de traitement comprend en outre les étapes 930, 932, 918, 922, et 924. Dans l’étape 928, le programme segmente un ensemble de données volumiques tomographiques à Z faible équivalentes 512 à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2. Dans l’étape 930, le programme effectue une projection avant de l’ensemble de données volumiques tomographiques à Z faible équivalentes 512 fournies par l’étape 928 pour générer un nouvel ensemble de projections à Z faible équivalentes Pi, où i=l,2,...N et normalise l’ensemble de projections à Z faible équivalentes. Le nouvel ensemble de projections à Z faible équivalentes est désigné par la référence 510-2.

[95] Dans l’étape 932, le programme effectue une intégration de parties de l’échantillon 114 masquées par le métal à Z élevé de Pi et PO, pour créer un ensemble de projections d’élément à Z faible intégrées Pi.’. L’ensemble des projections d’élément à Z faible intégrées Pi.’ est désigné par la référence 510-3.

[96] Dans l’étape 918, l’ensemble de projections à Z faible (intégrées) 510-3 sont combinées avec les projections à Z élevé normalisées 508-1 sur la base de la même énergie de rayons X monochromatiques sélectionnée pour créer de nouvelles projections fusionnées monochromatiques 511. Un nouvel ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2 est ensuite généré/reconstruit à partir des versions corrigées des nouvelles projections fusionnées monochromatiques 511.

[97] Finalement, dans l’étape 924, le programme détermine à nouveau si la qualité d’image de l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2 peut être amélioré. L’expérimentation a montré que, s’il a été initialement déterminé que des améliorations de qualité d’image sont possibles, typiquement pas plus de deux itérations des étapes associées à la boucle de traitement 950 sont requises pour obtenir des améliorations optimales de la qualité d’image de l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées 514-2.

[98] Les figures 4A et 4B représentent des tables de référence (LUT) utilisées pour éliminer les artefacts métalliques. Des LUT sont construites en utilisant la connaissance a priori d’éléments dans l’échantillon. Pour un spectre d’énergie donné, les LUT fournissent des valeurs d’atténuation des rayons X pour des éléments en fonction de l’épaisseur d’élément. Par exemple, supposons que le métal primaire est Au et que l’élément à Z faible équivalent est Si. L’atténuation (c’est-à-dire, la transmission) des rayons X, P, d’un échantillon constitué de Au et Si avec différentes épaisseurs, tAu et tsi, pourrait être calculée théoriquement à un spectre dorméD(E) : [99]

[100] Selon la formule ci-dessus, une LUT initiale peut être construite comme décrit sur la figure 4A. L’axe y désigne tsi, l’axe x désigne tAu et les valeurs dans la table désignent P. Ensuite, inverser

et une LUT inversée pourrait être construite à partir de la LUT initiale comme décrit sur la figure 4B.

[101] Sur la figure 4B, l’axe y désigne P, Taxe x désigne tAu et les valeurs dans la table désignent tsi· Dans la pratique, les projections dans des cas réels sont considérées comme étant équivalentes à P, puis l’épaisseur de l’élément à Z faible équivalent, tsi* est calculée avec les valeurs de projection connues, P, et l’épaisseur du métal, tAu en utilisant la LUT inversée. Le processeur d’image 120 crée un ensemble de projections d’élément à Z faible équivalentes 510 sur la base des projections d’élément à Z élevé 508 et des projections de référence 502. Chacune des projections dans l’ensemble de projections à Z faible équivalentes 510 fournit des informations associées à l’épaisseur de l’élément à Z faible équivalent à chaque angle de projection formé lors de la rotation de l’échantillon 114 dans le faisceau de rayons X 103. Un ensemble de projections à Z faible équivalentes 510 exemplaire est décrit sur la figure 5E.

[0102] Bien que cette invention ait été particulièrement présentée et décrite en référence à des modes de réalisation préférés de celle-ci, il apparaîtra à l’homme du métier que différents changements de la forme et des détails peuvent être apportés sans s’écarter de la portée de l’invention définie par les revendications annexées.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé pour reconstruction d’image dans un système TDM à rayons X comprenant les étapes de : segmenter des structures à Z élevé à partir d’un ensemble de données volumiques tomographiques de référence acquises et calculées à partir de projections de référence avec le système TDM à rayons X pour créer un ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées ; générer des ensembles de projections à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées sur la base d’une épaisseur de métal à chaque angle de projection et d’une atténuation de rayons X à chaque angle de projection ; générer un ensemble de projections à Z faible équivalentes au moyen de l’ensemble ou des ensembles de projections à Z élevé en tenant compte d’un spectre d’énergie d’un faisceau de rayons X du système TDM à rayons X ; et générer un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées au moyen de l’ensemble de projections à Z faible équivalentes et des ensembles de projections à Z élevé.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre : la création d’un ensemble de projections à Z élevé normalisées par normalisation des ensembles de projections atténuées de rayons X qui sont basées sur l’atténuation de rayons X à chaque angle de projection avec un ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé qui sont basées sur l’épaisseur de métal à chaque angle de projection.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre la fusion des projections à Z faible équivalentes avec les projections à Z élevé normalisées, sur la base d’une énergie de rayons X monochromatique sélectionnée du spectre d’énergie du faisceau de rayons X, de manière à créer un ensemble de projections fusionnées monochromatiques à l’énergie de rayons X sélectionnée.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre la reconstruction de l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées à partir des projections fusionnées monochromatiques.
5. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’ensemble de projections à Z faible équivalentes est généré au moyen de l’ensemble de projections à Z élevé qui sont basées sur une épaisseur de métal et les projections de référence.
6. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le faisceau de rayons X est un faisceau polychromatique provenant d’une source de rayons X de laboratoire.
7. 7. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la génération des ensembles de projections à Z élevé par conduite d’une projection avant de l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées.
8. 8. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre la génération de l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées par identification d’un métal à Z élevé des structures à Z élevé de l’échantillon qui contribue aux artéfacts métalliques, et la sélection de seuils pour segmenter le métal à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence.
9. 9. Système TDM à rayons X, comprenant : un système d’imagerie à rayons X qui génère un ensemble de projections de référence par rotation d’un échantillon relatif dans un faisceau de rayons X ; et un système informatique qui est configuré pour : générer un ensemble de données volumiques tomographiques de référence de l’échantillon à partir de l’ensemble de projections de référence, segmenter des structures à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques tomographiques de référence pour créer un ensemble de données volumiques à Z élevé segmentées, générer des ensembles de projections à Z élevé à partir de l’ensemble de données volumiques à Z élevé segmenté sur la base des épaisseurs de métal à chaque angle de projection et de l’atténuation de rayons X à chaque angle de projection, générer un ensemble de projections équivalentes à Z faible en utilisant un ensemble ou des ensembles de projections à Z élevé en tenant compte d’un spectre d’énergie d’un faisceau de rayons X, et générer un ensemble de données volumiques tomographiques corrigées au moyen des projections d’élément à Z faible équivalentes et des ensembles de projections à Z élevé.
10. 10. Système selon la revendication 9, dans lequel le système informatique crée un ensemble de projections à Z élevé normalisées par normalisation d’un ensemble de projections atténuées de rayons X qui sont basées sur l’atténuation de rayons X à chaque angle de projection avec un ensemble de projections d’épaisseur à Z élevé qui sont basées sur les épaisseurs de métal à chaque angle de projection.
11. 11. Système selon la revendication 10, dans lequel le système informatique fusionne les projections à Z faible équivalentes avec les projections à Z élevé normalisées, sur la base d’une énergie de rayons X monochromatique sélectionnée du spectre d’énergie du faisceau de rayons X, de manière à créer un ensemble de projections fusionnées monochromatiques à l’énergie de rayons X sélectionnée.
12. 12. Système selon la revendication 11, dans lequel le système informatique reconstruit l’ensemble de données volumiques tomographiques corrigées à partir des projections fusionnées monochromatiques.
13. 13. Système selon la revendication 9, dans lequel le système d’imagerie à rayons X comprend une source de rayons X, qui est une source de rayons X de laboratoire.
14. 14. Système selon la revendication 9, dans lequel le système d’imagerie à rayons X comprend une source de rayons X, qui génère un faisceau en forme de cône.
15. 15. Système selon la revendication 9, dans lequel le faisceau de rayons X est un faisceau polychromatique.
16. 16. Programme informatique pour reconstruction d’image dans un système TDM à rayons X, le programme comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 8 lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur.