IT9020430A1 - Metodo di analisi a traslazione e rotazione per rappresentazione di immagini a raggi x - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione industriale avente per titolo: "Metodo di analisi a traslazione e rotazione per rappresentazione di immagini a raggi X"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Questa invenzione riguarda un metodo per analizzare e rappresentare oggetti che sono più grandi di un complesso rivelatore e, più particolarmente, un movimento traslatorio e rotatorio di analisi per rappresentazione radiografica digitale (DR) e rappresentazione tomografica computerizzata (CT).

L’ispezione rapida di grandi parti industriali sta diventando sempre più critica, dato che la fabbricazione comprende dal’assiemaggio di piccole parti all’utilizzazione dì grandi colate. Allo scopo di soddisfare tipiche esigenze di risoluzione spaziale diventano necessari rivelatori con parecchie migliaia di elementi singoli. In aggiunta, dato che aumentano le capacità e le esigenze di analisi ad alta risoluzione, l’ispezione di parti anche piccole può richiedere migliaia di elementi rivelatori. Le esigenze di fabbricazione, tuttavia, limitano il numero di singoli elementi che possono essere assiemati in un singolo rivelatore. Il problema presentato è di creare una configurazione di analisi che possa sintetizzare grandi complessi di elementi rivelatori da complessi più piccoli in un modo rapido ed efficiente e di escogitare algoritmi di ricostruzione di immagini che facciano uso di questi dati in un modo ottimo. I rappresentatori di immagini CT sono passati attraverso parecchie generazioni di dispositivi mentre crescevano le esigenze di dimensioni e di produzione di immagini. Gli analizzatori di prima generazione, figura la, utilizzano una sorgente 10, che può avere un collimatore per sagomare il fascio, e un singolo elemento rivelatore 11 per acquisire dati per un’immagine CT. La parte 12 è traslata lateralmente oltre la sorgente e il rivelatore ad un primo angolo di visione, ruotato e analizzato lateralmente ad un secondo angolo di visione e così via fino a che sono stati coperti parecchi angoli di visione oltre 180 gradi e un gruppo di dati di fascio parallelo sono stati acquisiti punto per punto in serie. Gli analizzatori di seconda generazione, figura lb, usano un numero di distinti rivelatori puntati verso la sorgente a differenti angoli su una data gamma, per consentire acquisizione di dati ad un certo numero di angoli di vista contemporaneamente. Un rivelatore 13 ad elementi multipli ha una larga spaziatura di elementi e i quattro angoli di vista coprono Una parte 12 è traslata e analizzata oltre la sorgente e i rivelatori per raccogliere tutti i dati per gli angoli rappresentati. Viene quindi ruotato di un angolo e analizzato lateralmente ancora per una nuova gamma di angoli di vista. Il processo è ripetuto N volte fino a che è maggiore o uguale a 180 gradi.

Gli analizzatori CT di terza generazione, figura 1C, accelerano significativamente il processo usando un complesso lineare di rivelatori per acquisire tutti i dati contemporaneamente ad un angolo di vista fisso. Un rivelatore 14 ad elementi multipli ha una stretta spaziatura di elementi e le dimensioni della parte 12 sono minori del campo di vista del rivelatore. Si richiede solo analisi rotazionale della parte 12 attraverso 360 gradi per acquisire i dati per gli svariati angoli di vista. Tuttavia, i dati sono acquisiti in una configurazione di fascio a ventaglio e il complesso rivelatore deve essere abbastanza grande per coprire la parte.

Uno scopo dell'invenzione è di mantenere i vantaggi di velocità di un sistema rappresentatore di immagine di terza generazione anche se il rivelatore non è abbastanza grande da coprire la parte.

Un altro scopo è di realizzare una perfezionata configurazione di analisi e rivelatore di raggi x che fornisca una capacità di rapida acquisizione di dati per grandi parti industriali, in rappresentazioni di tomografia computerizzata e di radiografia digitale.

Ancora un altro scopo è di realizzare una tecnica per sintetizzare un complesso rivelatore più grande per cui un complesso rivelatore più piccolo può essere utilizzato nell’analisi di parti di parecchie dimensioni.

Ancora un altro scopo è la realizzazione di un movimento di analisi di rotazione e traslazione di un oggetto rispetto ad una sorgente e ad un rivelatore di raggi x e procedimenti di ricostruzione di immagini usando tali gruppi di dati.

Un aspetto dell'invenzione è un perfezionato metodo di analisi e di acquisizione di dati per rappresentazione CT e DR, usante una sorgente di raggi x con fascio a ventaglio e un complesso rivelatore che ha una larghezza insufficiente a coprire l’oggetto. Il metodo coprende analizzare successivamente l’oggetto e acquisire gruppi parziali di dati a raggi x ad una pluralità di posizioni relative dell’oggetto, della sorgente di raggi x e del complesso rivelatore, l’oggetto essendo traslato e ruotato rispetto alla sorgente e al rivelatore in ogni posizione rispetto ad una posizione precedente. Il numero totale di posizioni dipende dalla larghezza del complesso rivelatore e dal campo di vista dell'oggetto. Il metodo comprende inoltre combinare i gruppi di dati parziali che coprono l’intero campo di vista, producendo un completo gruppo dì dati a raggi x per ricostruire un’immagine dell'oggetto. Per acquisire dati a raggi x per rappresentazione CT, si esegue un’analisi ruotando per 360 gradi in tutte le posizioni. Una caratteristica di questo metodo è che può iniziare la combinazione di gruppi parziali di dati e una ricostruzione di immagini parte dopo che tutti i dati di un primo angolo di vista sono stati ricevuti; non è necessario aspettare fino alla fine. Un'altra caratteristica è che la combinazione di dati può comprendere lo scegliere dati a raggi x per solo quei percorsi di raggi x che passano attraverso il campo di vista dell’oggetto e una data porzione del campo di vista. Percorsi di raggi esterni al campo di vista, per esempio, non vengono usati.

Un altro aspetto è un perfezionato metodo di traslazione e analisi da usare con un sistema di rappresentazione a raggi x contenente una sorgente di raggi x che genera un fascio a ventaglio avente un angolo di ventaglio e un complesso rivelatore lineare che ha una larghezza minore di quella di un oggetto che deve essere rappresentato. Il metodo come applicato ad un doppio sistema di analisi comprende piazzare l’oggetto in una prima posizione rispetto alla sorgente e al complesso rivelatore, analizzare e acquisire un gruppo parziale di dati a raggi x, muovere l'oggetto in una seconda posizione e ruotare e traslare l’oggetto rispetto alla sorgente e al rivelatore e analizzare e acquisire un altro gruppo parziale di dati a raggi x. Questi gruppi parziali di dati coprenti il campo di vista dell’oggetto sono combinati per dare un intero gruppo di dati allo scopo di ricostruire un’immagine completa dell'oggetto. Una realizzazione illustrativa sintetizza un complesso rivelatore molto più grande che è simmetrico rispetto all'oggetto. Nella prima posizione relativa, usando il rivelatore più piccolo, l'oggetto è traslato a destra della linea centrale del fascio a ventaglio e ruotato attraverso un predeterminato angolo e nella seconda posizione relativa l’oggetto è traslato a sinistra rispetto alla linea centrale del fascio a ventaglio e ruotato in misura simile in direzione opposta. In entrambe le posizioni si acquisiscono dati per rappresentazione CT ruotando quindi l’oggetto per 360 gradi. Dati di rappresentazione DR vengono acquisiti facendo analisi verticali in ciascuna di due posizioni.

La figura la mostra un analizzatore CT di prima generazione della tecnica anteriore avente un singolo elemento rivelatore.

La figura Ib mostra un analizzatore CT di seconda generazione della tecnica anteriore avente un complesso rivelatore con larga spaziatura di elementi. La figura le mostra un analizzatore CT di terza generazione della tecnica anteriore utilizzante un complesso rivelatore con stretta spaziatura di elementi.

La figura 2 è uno schema usato per spiegare una prima realizzazione del sistema di ispezione a traslazione e rotazione di terza generazione.

La figura 3 illustra l'analizzatore a raggi x per traslazione e rotazione e la determinazione dell’angolo di rotazione

La figura 4 illustra il precedente sistema e una traslazione e rotazione dell’oggetto rispetto alla sorgente fissa e al rivelatore.

La figura 5 è uno schema della realizzazione preferita dell’analizzatore CT e DR a traslazione e rotazione.

La figura 6 mostra il sistema preferito con traslazione e rotazione dell’oggetto rispetto alla sorgente e al rivelatore fissi.

La figura 7 è uno schema di flusso di fasi operative per il sistema di figura 6. La figura 8 è uno schema di flusso precisante come i dati di raggi x dalle analisi di posizione 1 e di posizione 2 sono combinati per ottenere un gruppo completo di dati.

La figura 9 è uno schema di flusso mostrante il funzionamento del sistema di figura 6 come analizzatore DR.

Le figure 10 e 11 mostrano un analizzatore CT di traslazione e rotazione a posizione multiple in cui la sorgente e il rivelatore sono traslati e l'oggetto ruotato e l'oggetto è sia traslato che ruotato.

Il sistema di rappresentazione a raggi x di figura 2 ha un complesso rivelatore piano 15 che non è abbastanza largo da coprire un oggetto 16. Si supponga, per esempio, che debba essere analizzata una parte del diametro di 508 mm (20 pollici) con un rivelatore da 305 mm (12 pollici). Questa esigenza può sorgere in parecchi modi; può essere disponibile solo un rivelatore da 305 mm (12 pollici), può essere difficile o impossibile fabbricare un rivelatore piu grande o possono essere non disponibili elettroniche di acquisizione di dati per un numero maggiore di elementi di quelli di un rivelatore da 305 mm (12 pollici). L’analisi CT è eseguita ruotando l’oggetto 16 per una rotazione completa di 360 gradi in posizione 1 e 2 rispetto alla sorgente 17 di raggi x con fascio a ventaglio e al rivelatore 15. Nella posizione 1, la sorgente è al punto B e il rivelatore si estende dai punti D a E. La sorgente è al punto C in una posizione 2 e il rivelatore è mosso e si estende dai punti D' a E'. Questo suppone che l’oggetto 16 sia fisso e la sorgente di raggi x e il complesso rivelatore vengano mossi rispetto al medesimo, ma l’oggetto può essere mosso rispetto alla sorgente e al rivelatore. Questa doppia analisi fornisce un gruppo completo di dati a raggi x per rappresentazione CT dell’intero oggetto del diametro di S08 mm (20 pollici). Tuttavia la combinazione dei due gruppi di dati per ottenere un’immagine CT adatta dell'oggetto non è semplice. Come si può vedere dalla figura 2, una combinazione diretta che adatta i dati davanti all’oggetto 16, al punto G, contiene una sovrapposizione dietro all’oggetto, dai punti A l ai punti A2, a causa della natura di fascio a ventaglio dell’ispezione. Questa invenzione, tuttavia, fornisce anche un metodo per combinare gruppi di dati dalle due posizioni di acquisizione di dati in modo che si eviti una sovrapposizione e siano disponibili dati CT standard. Dati standard a raggi x per DR sono prodotti quando l’oggetto viene analizzato verticalmente attraverso il fascio a ventaglio ad un angolo di vista in entrambe le posizioni. Si considerano i dati che vengono acquisiti alla posizione I della sorgente e del rivelatore. Il campo di vista dell'oggetto in questa trattazione è un cerchio racchiudente completamente l’oggetto ed è il medesimo della periferia dell'oggetto 16 di questa figura. L'oggetto o sua parte può avere parecchie forme, ma rientra sempre entro il cerchio definente il campo di vista. La larghezza minima di rivelatori che può essere usata per un’analisi di acquisizione di dati a due posizioni viene determinata dall’esigenza che raggi estremi rivelati dal rivelatore 15 passano attraverso il limite esterno del campo di vista di 508 mm (20 pollici) ad un lato ed attraverso il centro inferiore (x = 0, y = -10) del campo di vista sull'altro lato. Questo criterio determina anche lo sfalsamento in direzione x della sorgente e del rivelatore per la posizione I . La posizione 2 è simmetrica sull’altro lato di x = 0; i raggi estremi rivelati passano attraverso il limite esterno del campo di vista di 508 mm (20 pollici) sull'altro lato e attraverso il centro inferiore del campo di vista al punto G. I dati richiesti per completare l'analisi con la sorgente 17 e il rivelatore 15 nella posizione 1 sono quelli che sarebbero acquisiti se il complesso rivelatore fosse abbastanza grande da abbracciare l’intero oggetto, se cioè il complesso rivelatore si estendesse dai punti D a F invece che da D a E. Il punto F è determinato tracciando la linea tratteggiata dalla posizione 1 di sorgente tangente al campo di vista dell’oggetto 16. I dati mancanti sono quelli che sarebbero acquisiti su una serie di linee attraverso il campo di vista dell’ogetto 16 con inclinazioni definite dalle linee attraverso la sorgente e gli svariati elementi rivelatori mancanti. Tuttavia, dati sulle linee con queste inclinazioni sono acquisiti in posizione 2 della sorgente e del complesso rivelatore, a condizione che l’oggetto sia prima ruotato attraverso un piccolo angolo prima che inizi l’analisi. Questo viene illustrato in figura 3 che mostra il medesimo sistema di rappresentazione di raggi x a due posizioni eccetto che il complesso rivelatore lineare 19, avente la medesima lunghezza come da D a E in figura2, è illustrato in entrambe le posizioni 1 e 2. Il complesso 29 nella posizione 2 è alla medesima distanza dalla sorgente che nella posizione I, ma viene mostrato ad una distanza leggermente maggiore per chiarezza. In particolare, questo gruppo di dati a raggi x non acquisito in posizione 1, viene acquisito in posizione 2 all’angolo di rotazione che pone la linea da G a Al lungo un raggio dalla posizione di sorgente C a quella di elemento rivelatore 19 in posizione 2, sulla linea da G’ a Α1. L’angolo

è leggermente minore dell’angolo compreso 2 Y del fascio a ventaglio 18, e il suo valore dipende in dettaglio dalla geometria dell'ispezione. Viene determinato ripetutamente ruotando il cerchio del campo di vista attraverso svariati angoli e determinando il migliore allineamento della linea tra la linea ruotata G A-I con le linee tra la posizione di sorgente C e gli elementi rivelatori principali del complesso rivelatore 19 in posizione 2.

Il gruppo di dati parziali di raggi x che viene acquisito in questo modo nella posizione 2 corrisponde esattamente alla gamma corretta di inclinazioni di linee dalla sorgente al rivelatore richiesto e determina i valori corretti per il gruppo di dati alla distanza richiesta nella posizione 1. Tali schemi di interpolazione sono noti agli esperti dei ramo. Si consideri un esempio particolare in cui un'ispezione di un campo di vista del diametro di 508 mm (20 pollici) deve essere eseguita con un complesso rivelatore da 305 mm (I2pollici) o minore. Per questo caso, le la grandezza minima di rivelatore che può essere usato è un complesso rivelatore a 1070 elementi corrispondente al’incirca ad un complesso rivelatore da 272 mm (10,7 pollici). La distanza in direzione Y dalla sorgente 17 di raggi x verso il centro del campo di vista dell’oggetto 16 è di 2,063 m (81 ,25 pollici) e verso il complesso rivelatore 19 è di 2,413 m (95 pollici). Lo sfalsamento Δx dalla sorgente 17 al centro per la posizione 1 è -1 19 mm (-4,682 pollici) e lo sfalsamento Δx per la posizione 2 è di 119 mm (4,682 pollici). L’angolo massimo di ventaglio è 2 γ = 7,54°e l’angolo di rotazione è di 6,61. Si richiederebbe un totale di 950 elementi rivelatori addizionali per completare l’analisi nella posizione 1. In posizione 2, si acquisiscono 938 punti di dati per completare l'analisi. Quindi si richiede una corretta interpolazione.

La procedura appena descritta per usare dati di raggi x acquisiti nella posizione 2 allo scopo di completare il gruppo di dati parziali nella posizione 1 può essere usata per rappresentazioni DR e CT. Nella rappresentazione DR, l’oggetto 16 è analizzato verticalmente mediante il fascio a ventaglio 18 di raggi x ad un angolo di vista nella posizione 1 della sorgente 17 di raggi x e del complesso rivelatore 19. Quindi, la sorgente e il complesso rivelatore sono mossi nella posizione 2, l’oggetto 16 è ruotato per un angolo e l'oggetto viene analizzato verticalmente ad un angolo di vista nella posizione 2. Si faccia riferimento al brevetto USA No. 4.803.639, la cui descrizione viene qui incorporata per riferimento. I gruppi di dati parziali di raggi x richiesti nelle posizioni 1 e 2 sono combinati nel modo descritto, producendo un gruppo completo di dati che copre l’intero campo di vista e l'immagine DR completa dell’oggetto viene visualizzata. Per rappresentazione CT, l’oggetto 16 è ruotato per una rotazione completa di 360 gradi nella posizione 1, la sorgente 17 e il complesso rivelatore 19 sono mossi verso la posizione 2 e l’oggetto 16 viene ancora ruotato per una rotazione completa di 360 gradi. 1 due gruppi di dati coprono l'intero campo di vista dell’oggetto 16 e vengono combinati come appena descritto e viene visualizzata la completa immagine CT. La rotazione dell’oggetto 16 attraverso tutti i 360 ad entrambe le posizioni 1 e 2 fornisce un gruppo completo di dati per ricostruzione CT usando algoritmi standard come retroproiezione filtrata. In figura 3, il movimento di analisi per traslazione e rotazione dell'oggetto 16 rispetto alla sorgente 17 di raggi x e al rivelatore 19 è ottenuto ruotando l’oggetto e traslando la sorgente e il complesso rivelatore. Spesso è più conveniente, come illustrato in figura 4, tenere la sorgente e il complesso rivelatore fissi e traslare e ruotare l’oggetto 16. L’oggetto viene analizzato nella prima posizione e vengono acquisiti dati di raggi x coprenti almeno metà del campo di vista dell’oggetto 16, quindi l’oggetto 16 viene mosso nella seconda posizione e ruotato di un angolo

L’oggetto viene analizzato e vengono acquisiti i dati di raggi x coprenti almeno l’altra metà del campo di vista. Questi due gruppi di dati sono combinati nello stesso modo per produrre un gruppo intero di dati per ricostruzione di immagine.

La configurazione di traslazione e rotazione di sistema a raggi x di figura 2 sintetizza dati di raggi x da un rivelatore 15 che si estende da D a F con la sorgente di raggi x 17 nel punto B. Questa configurazione è adatta a rappresentazione DR ma è meno desiderabile per rappresentazione CT perchè i dati vengono sintetizzati da un rivelatore che è assimmetrico rispetto all’oggetto 16. Questo richiede un raggruppamento complesso di dati di raggi x per gli algoritmi di ricostruzione CT. Le realizzazioni preferite della traslazione e rotazione del sistema a raggi x e il metodo di analisi e rappresentazione sono mostrati nelle figure 5 e 6 e sono desiderabili per rappresentazione CT e DR. Questa soluzione sintetizza dati da un rivelatore che è simmetrico rispetto all'oggetto che viene rappresentato.

Una sorgente 20 di fascio a ventaglio di raggi x è a x=0 e il rivelatore sintetizzato 21 copre completamente un oggetto 22. 11 rivelatore 21 è abbastanza largo perchè i raggi estremi tangenti all’oggetto 22 e al suo campo di vista (il medesimo) ad entrambi i lati siano rivelati dagli elementi piu estremi.

Una larghezza minima di rivelatore di un complesso rivelatore 23 più piccolo che può essere usato per un'analisi di acquisizione di dati a due posizioni è, come prima, determinato dall'esigenza che i raggi estremi del fascio a ventaglio 24 che vengono rivelati siano tangenti al campo di vista 22 dell'oggetto ad un lato e passino attraverso il centro inferiore 25 del campo di vista sull’altro lato. Questo criterio determina lo sfalsamento Δ x della sorgente 20 e del complesso rivelatore 23 per la posizione I. La posizione 2 è simmetrica sull'altro lato di x = 0. Nella posizione 1 della sorgente 20 e del complesso rivelatore 23, l’oggetto 22 è ruotato leggermente in senso antiorario per un angolo per fare che i percorsi di raggi dalla posizione 1 della sorgente 20 uguaglino i percorsi di raggi del rivelatore più grande 21 che deve essere sintetizzato. L'angolo di rotazione è dove è metà dell'angolo di ventaglio per il rivelatore sintetico grande 21 e 2 è metà dell’angolo di ventaglio per il rivelatore fisico 23. Nella posizione 2 l'oggetto è ruotato di un simile grado in senso opposto, cioè orario. I procedimenti di analisi e acquisizione di dati sono i medesimi e come visto più avanti. La prima analisi è fatta con la sorgente 20 e il complesso rivelatore 23 nella posizione 1 e l’oggetto 22 ruotato in senso antiorario attraverso l'angolo

La seconda analisi è iniziata con la sorgente e il complesso rivelatore nella posizione 2 e l’oggetto ruotato in senso orario attraverso un angolo

La figura 6 mostra il medesimo sistema di raggi x e la traslazione e rotazione dell’oggetto 22 rispetto alla sorgente fissa 20 e al complesso rivelatore 23. L’oggetto 22 è traslato a destra e a sinistra rispetto alla linea centrale 25’ del fascio a ventaglio di raggi x e quindi ruotato. La traslazione dell'oggetto sull’arco di un cerchio o altro percorso può pure essere corretta certe circostanze. La descrizione più dettagliata dell’analisi e acquisizione di dati per rappresentazione CT viene data nello schema di flusso di figura 7, che mostra fasi operative da 26 a 30. Una combinazione di dati di raggi x da entrambe le analisi può cominciare prima che tutti i dati vengono acquisiti e la ricostruzione di immagine iniziata. Le fasi 26 e 27 sono di traslare l'oggetto 22 a destra della linea centrale 25’ di un tratto Δ x e ruotare in senso antiorario per l’angolo - y . L’oggetto è ruotato attraverso una rotazione completa di 360 gradi per acquisire dati a parecchi angoli di vista coprenti 360 gradi per rappresentazione CT. L’oggetto 22 è mosso nella sua seconda posizione rispetto alla sorgente e al rivelatore. Come visto nelle fasi 28 e 29, l'oggetto è traslato a sinistra di 2Δ x e ruotato in senso orario attraverso l'angolo 2 Y r Si inizia una rotazione per un intero angolo di 360 gradi e dopo acquisizione di dati per il primo angolo di vista, i dati dalla prima e dalla seconda analisi vengono combinati e viene iniziata una ricostruzione di immagine. La procedura della fase 30 è di acquisire dati per altri angoli di vista in successione, combinando i due gruppi di dati quando i dati vengono ricevuti ed elaborati e continuando una ricostruzione di immagini fino a che i dati combinati sono disponibili.

Il metodo di combinare i dati di raggi x ricevuti in una posizione dell’oggetto rispetto alla sorgente e al rivelatore viene dato nello schema di flusso di figura 8. Le fasi da 31 a 33 si applicano a combinare dati per il lato sinistro dell'oggetto e le medesime tre fasi sono seguite per combinare i dati sul lato destro. Vengono determinati percorsi di raggi per il rivelatore 23, cioè, vengono calcolati i percorsi di raggi dalla sorgente 20 a ciascun elemento rivelatore del complesso 23. Vengono quindi calcolati percorsi di raggi sul campo di vista dell’oggetto 22 usando Come prima, l’oggetto 22 è rappresentato da un cerchio e il suo campo di vista è il medesimo cerchio. Talvolta, il complesso rivelatore che viene usato è più largo della larghezza minima che può essere richiesta e vengono acquisiti dati di raggi x in eccesso.

In questo caso, i dati vengono scelti sopra i percorsi di raggi che si estendono dalla tangente al campo di vista verso il centro del campo di vista.

II metodo di analisi per traslazione e rotazione e di acquisizioni di dati per rappresentazione DR, usante il sistema di raggi x di figura 6, viene descritto nelle fasi da 34 a 38 dello schema di flusso di figura 9. L’oggetto 22 è traslato verso destra di e ruotato in senso antiorario attraverso l’angolo Dati di raggi x vengono acquisiti ad un angolo di vista quando l’oggetto viene analizzato verticalmente attraverso un fascio a ventaglio 24. L’oggetto 22 è traslato verso sinistra di e ruotato in senso orario attraverso un angolo I dati di seconda posizione vengono acquisiti ad un angolo di vista mediante una seconda analisi verticale attraverso il fascio a ventaglio. 1 gruppi di dati di prima posizione e di seconda posizione sono combinati come fatto per CT e viene ricostruita una completa immagine DR.

Analisi di grandi parti usanti più di due rivelatori di posizioni consentono che vengano analizzate parti anche più grandi. Sfalsamenti di posizione, angoli di rotazione e simili sono determinati da simili considerazioni e nell’analisi a due posizioni. Un modo alternativo di considerare l'invenzione è che una grande varietà di oggetti e di parti, minori e maggiori della larghezza del complesso rivelatore, possa essere analizzata usando il medesimo complesso rivelatore. Le figure 10 e 11 illustrano un sistema di traslazione e rotazione per analizzare un oggetto 41 e un campo di vista maggiori che nelle figure precedenti. Una sorgente 42 di fascio a ventaglio di raggi x e un complesso rivelatore 43 possono essere i medesimi della sorgente e del rivelatore delle figure 5 e 6. La prima analisi viene fatta con la sorgente 42 e il rivelatore 43 traslati verso sinistra e l'oggetto 41 ruotato di un angolo γ , la seconda analisi con la sorgente e il rivelatore al centro e l’oggetto ruotato indietro e la terza analisi con la sorgente e il rivelatore traslato a destra e l’oggetto ruotato in senso orario attraverso l’angolo di rotazione La figura 11 mostra la configurazione di analisi per un sistema nel quale la sorgente 42 e il complesso rivelatore 43 sono fissi e l’oggetto viene mosso da una prima ad una seconda e ad una terza posizione e ruotato come appena descritto. Per una rappresentazione CT, i dati vengono acquisiti sotto 360 gradi in tutte e tre le posizioni. L’acquisizione di dati per rappresentazione DR richiede un’analisi verticale ad un angolo di vista e a tre posizioni. Il numero di posizioni di analisi, 2 o 3 o più, viene determinato dividendo il diametro dell’oggetto per il diametro del campo di vista del rivelatore. Per esempio, per un oggetto del diametro di 508 mm (20 pollici) e un campo di vista di rivelatore di 305 mm (12 pollici), il quoziente è 1,2 e si richiedono due posizioni.

E’ stata descritta una convenzionale ricostruzione di immagine CT usando algoritmi di retroproiezione filtrata e un gruppo completo di dati sopra un intero angolo di 360 gradi. Si possono usare altri algoritmi di ricostruzione che richiedono dati su una gamma angolare di 180 gradi o su una gamma di 180 gradi più l'angolo di ventaglio. Nel primo i dati sono riuniti in un gruppo di dati a fascio parallelo e ricostruiti con un algoritmo di ricostruzione di fascio parallelo. Quest’ultimo usa una retroproiezione filtrata ripetitiva per ricostruire il gruppo di dati di 180 gradi Si faccia riferimento all’articolo tecnico di K.C. Tarn "Reducing thè Fan-Beam Scanning Angular Range", Phys Med. Biol., 1988, Vol. 33, No. 8, pp. 955-967. Queste tecniche possono permettere un'accelerazione di un fattore addizionale pari a 2 nel tempo di acquisizione di dati.

Un paragone delle velocità di analisi tra la perfezionata configurazione a traslazione e rotazione di terza generazione di questa invenzione con la convenzionale configurazione di seconda generazione di figura 1B mostra che il tempo di analisi è considerevolmente minore. Un esempio specifico avente un’analisi su due posizioni era tre volte più rapido del metodo della tecnica anteriore.

Benché l'invenzione sia stata particolarmente mostrata e descritta con riferimento a sue realizzazioni preferite, si capirà da parte degli esperti nel ramo che svariate variazioni di forma e dettagli possono essere fatte senza allontanarsi dallo spirito e dal campo dell'invenzione.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Perfezionato metodo di analisi e di acquisizione di dati per rappresentazione di radiografia digitale (DR) e di tomografia computerizzata (CT) comprendente: impiegare una sorgente di raggi x con fascio a ventaglio e un complesso rivelatore avente una larghezza insufficiente a coprire un oggetto che deve essere rappresentato, che ha un campo di vista maggiore di quello di detto complesso rivelatore; analizzare successivamente detto oggetto e acquisire gruppi parziali di dati di raggi x ad una pluralità di posizioni relative di detto oggetto e di detta sorgente di raggi x e di complesso rivelatore, detto oggetto essendo traslato e ruotato rispetto a detta sorgente di raggi x e detto complesso rivelatore ad ogni posizione rispetto ad una posizione precedente; combinare detti gruppi parziali di dati per produrre un gruppo completo di dati coprente l’intero campo di vista dal quale ricostruire un immagine di detto oggetto. 2. Il metodo di rivendicazione 1, nel quale detta analisi comprende ruotare detto oggetto per 360 gradi a tutte dette posizioni ad angoli di vista multipli in sequenza per acquisire i gruppi parziali di dati per rappresentazione CT.
2. 2. Il metodo di rivendicazione 2, nel quale comincia la combinazione dei gruppi parziali di dati e una ricostruzione di immagine viene iniziata quando tutti i dati di raggi x per un primo angolo di vista sono acquisiti. 4. Il metodo di rivendicazione 1, nel quale detta analisi comprende analizzare detto oggetto verticalmente attraverso il fascio a ventaglio di raggi x a tutte dette posizioni per acquisire i gruppi parziali di dati per rappresentazione DR. 5. Il metodo di rivendicazione 1, nel quale detta combinazione comprende scegliere dati di raggi x solamente per quei percorsi di raggi che passano attraverso il campo di vista dell'oggetto. 6. Perfezionato metodo di analisi a traslazione e rotazione per rappresentazione di raggi x comprendente: fornire una sorgente di raggi x che genera un fascio a ventaglio avente un angolo di ventaglio, e un complesso rivelatore lineare di raggi x la cui larghezza è insufficiente a coprire il campo di vista dell'oggetto; piazzare l’oggetto in una prima posizione rispetto a detta sorgente e a detto complesso rivelatore, analizzare e acquisire un gruppo di dati parziali di raggi χ; muovere detto oggetto verso una seconda posizione con detto oggetto ruotato e traslato rispetto a detta sorgente e a detto complesso rivelatore, analizzando e acquisendo un altro gruppo di dati parziali di raggi x; muovere detto oggetto ad almeno un'altra posizione e ruotare e traslare detto oggetto rispetto a detta sorgente e a detto complesso rivelatore, analizzando e acquisendo almeno un altro gruppo parziale di dati di raggi x; combinare detti gruppi parziali di dati, che coprono l’intero campo di vista dell’oggetto, per produrre un gruppo completo di dati allo scopo di ricostruire un'immagine completa di detto oggetto. 7. Il metodo di rivendicazione 6, nei quale detta analisi in ogni posizione comprende ruotare detto oggetto per 360 gradi per acquisire dati di tomografia computerizzata (CT). 8. Il metodo di rivendicazione 6, nel quale detta analisi in ogni posizione comprende analizzare detto oggetto verticalmente attraverso un fascio a ventaglio di raggi x ad un angolo di vista per acquisire dati di radiografia digitale (DR). 9. Perfezionato metodo di analisi mediante traslazione e rotazione per rappresentazione di raggi x comprendente: impiegare una sorgente di raggi x che genera un fascio a ventaglio avente un angolo di ventaglio e un complesso rivelatore lineare di raggi x che ha larghezza minore di quella di un oggetto che deve essere rappresentato; piazzare detto oggetto in una prima posizione rispetto a detta sorgente e a detto complesso rivelatore, analizzare e acquisire un gruppo di dati di raggi x; muovere detto oggetto verso una seconda posizione con detto oggetto ruotato e traslato rispetto a detta sorgente e detto complesso rivelatore, analizzando e acquisendo un altro gruppo di raggi x; combinare detti gruppi di dati per produrre un gruppo completo di dati allo scopo di ricostruire un'immagine completa dì detto oggetto. 10. Il metodo di rivendicazione 9, nel quale detta analisi comprende ruotare detto oggetto per 360 gradi in detta prima e seconda posizione allo scopo di acquisire i gruppi di dati per rappresentazione mediante tomografia computerizzata (CT). 11. Il metodo di rivendicazione 9, nel quale detta analisi comprende analizzare verticalmente detto oggetto attraverso il fascio a ventaglio di raggi x in una prima e seconda posizione per acquisire i gruppi di dati per rappresentazione radiografica digitale (DR). 12. Il metodo di rivendicazione 9, nel quale, in una prima posizione, detto oggetto è traslato a destra di una linea centrale di fascio e ruotato in senso antiorario per un predeterminato angolo e in detta seconda posizione è traslato a sinistra della linea centrale del fascio a ventaglio e ruotato in senso orario attraverso il medesimo predeterminato angolo. 13. Il metodo dì rivendicazione 12, nel quale detta analisi a detta prima e a detta seconda posizione comprende ruotare detto oggetto per 360 gradi a diversi angoli di vista per acquisire i gruppi parziali di dati per una rappresentazione tomografica computerizzata (CT). 14. Il metodo di rivendicazione 13, nel quale inizia detta combinazione di gruppi parziali di dati e la ricostruzione di immagini è iniziata dopo l’acquisizione di dati di raggi x ad un primo angolo di vista con detto oggetto in detta seconda posizione. 13. Il metodo di rivendicazione 14, nel quale detta combinazione comprende scegliere dati di raggi x per solamente quei percorsi di raggi x che passano attraverso il campo si vista dell’oggetto. 16. Il metodo di rivendicazione 9, nel quale detta analisi comprende analizzare verticalmente detto oggetto attraverso il fascio ventaglio di raggi x ad un angolo di vista in detta prima e detta seconda posizione,