CN102648406A - 射频综合样品检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过所谓射频综合法的连续无损样品检查方法，其可以被集成到管理所述样品的生命周期的过程中。此方法借助于至少一个X射线源和至少一个与所述源形成一对的数字传感器操作，对于每个样品的至少一个横断面的每次实时生成，源和传感器在运动空间内沿着反向和同向轨迹移动。

Description

射频综合样品检查方法
技术领域
本发明涉及被称为射频综合检查方法的无损和连续样品检查方法，其可被集成到用于所述样品的生命周期管理过程中。本方法借助于至少一个X射线源和至少一个与所述源形成一对（couple）的数字传感器工作，对于每个样品的至少一部分的每个实时生成，该源和该传感器在运动空间内在反向和同向轨迹上运动。
“样品的生命周期”指的是从其设计（CAD）到其工业生产(MPM)顺序实施的方法和技术手段。
背景技术
在对象的无损测试的方法之中，X线断层摄影是熟知的。X射线断层摄影的原理在于，借助于位于在同一轴两边的X射线源和X射线传感器，绕该轴旋转样品，其中对于此旋转的每个角度部分，通过从源通过所述样品到传感器的X射线透射（transmission）实现一次到多次投影。
X射线断层摄影方法借助于滤波反向投影（filtered back projection）的算法运算，从预先实现的投影中最终恢复样品的空间图像（3D）。然后，可以在此体积（volume）的三个平面X、Y和Z中以各种层面（level）实现（carryout）待检查对象的虚拟断面(virtual section)。
这些***的主要缺点是，由于大量的必要照片而用于获取图像的时间非常长（对于每一个要测试对象大约1h），以及用于重建最终体积的等量或更长的时间。
还熟知一种测试和重建对象的层析X射线照相综合方法（tomosynthesis method），其原理在于：
-使用根据平坦、线性、圆形或椭圆形获取轨迹在对象前移动的X射线源，以及在与该源的轨迹等同和平行的轨迹上在对象之后移动的与所述源相关联的数字传感器，
-实现被分布在受限象角（angular field）中的对象的少量二维投影（2D），这些投影由数字传感器并在数字传感器上获取，且在于
-借助于所述少量二维投影（2D）重建被检查对象的中部和水平虚拟断面。
这些层析X射线照相综合方法使重建待测对象的断面变得可能，并且使得从一些投影重建断面变得可能。此技术特别适配于平坦产品（例如电子卡）。另一方面，对于有非平坦形状的对象，由于在非相关断面之外的其他平面上存在物质（material）而引入污染。
现有技术包括很多描述层析X射线照相综合装置和方法的文献。
第一文献（专利US6459760）涉及用于借助于X射线对待分析对象实现无损实时测试的方法和自动化机器人装置，其中X射线源和传感器安装在铰接臂（hinged arm）上，可以绕对象移动（mobile）。可移动支架与关节式机器人臂（articulated robot arm）集成在一起且包括所述支架的第一和第二部分，这两个部分彼此隔开以在它们之间限定空间，划定该空间的尺寸（dimensioned）以接纳待测对象。所述X射线源与第一支架部分集成在一起并适配于以沿轴投影光束（beam）。传感器或检测面板与所述第二支架部分集成在一起，与所述光束轴基本上正交地放置。关联于该方法的所述机器人装置可以通过相关于所述对象操作X射线和检测面板且通过实时提供所述对象的图像给连接于机器人装置的影像***（源和检测面板）的数据处理***，来检查待测对象，以便其被自动地控制。
另一文献（专利申请FR2835949）涉及借助于X射线源的对象的多平面重建综合方法，这种源根据线性轨迹运动。这种方法包括：对象体积在n个扇形独立二维平面内的分解步骤，在该n个平面的每一个上的各向异性正规化（regularization）步骤，在n个平面之中的正规化步骤和使用在代数方法中实施的算法的对象的三维重建步骤。
但是，X射线根据平面轨迹运动（即，其被定位于平面上）的熟知的层析X射线照相综合方法在实践中导致对于将从二维(2D)剖面（sectionalplane）重建的对象的优质三维(3D)重建有害的很多现象，这些现象会在三维(3D)重建对象上同样多地产生缺陷，例如，这些缺陷是X射线源的位移方向上的模糊效应和/或在三维上重建的对象的垂直变形和/或由获取的二维(2D)图像的选择的缺失造成的、在轴方向X、Y、Z中的每一个上的数据获取中的噪声，“噪声”在对象重建期间仍然存在且损害此重建的质量。
此外，由于二维(2D)投影的数量和X辐射的孔径受限，从二维(2D)投影重建三维(3D)中的对象的方法必须与正规化操作结合，以便能够获得改善的对象重建。
最后，接收与二维(2D)投影对应的可移动检测器的数字数据以便于处理它们并在三维(3D)中重建对象的数据处理***实施根据分析模式或代数模式起作用的算法，这两种模式不能充分校正与所述对象的二维投影对应的所收集到的数据以消除例如模糊和/或垂直变形现象和/或“噪声”和/或其他显著缺陷，从而导致对所述对象的不精确重建操作。
发明内容
本发明的目的在于实施已经熟知和/或新的技术手段，它们以新方式组合以去除现有技术的状态下明显的缺点，特别是对重建和/或分析和/或样品的射频综合测试有害的那些缺点。
“样品”指的是任何类型的对象或自然或合成对象的集合，或人体、动物、植物或矿物的全部或部分。
在本发明的所有目的之中，引入在下面的描述中的某些是特别基本的，如：
-借助于合适的剖面通过X射线照相综合法获取的样品的最佳二维投影的选择。
-与待检查样品相关（通过对于X射线源和相关联的传感器，从平坦轨迹的原理得出先验值（priori））并通过逐点确定关于所述源和所述传感器的最佳三维轨迹、通过给定转换成正确数据的样品的最佳投影（它们自身由合适的算法使用（exploit））、从样品的详实再生产提供精确的分析和/或测试操作的X射线源和它的传感器的空间位置的搜索和创建。
-用于在三维中实时检测样品的缺陷的方法的设计，其被集成在诸如PLM之类的组织周期中。
因此，本发明涉及借助于至少一个X射线源和至少一个与该源配成对的数字传感器、利用数字实时3D射线照相的样品连续检查方法，X射线源和数字传感器两者都根据反向和同向的轨迹移动，其特征在于
I．在第一阶段，通过实现如下步骤序列，生成待测标准样品的数字模型和被选为最相关的、在所述X射线源及用于获取射线照相图像的关联传感器的运动空间中的最佳轨迹的数字模型：
A-在称为“该标准样品的设计和/或定义的步骤”的第一步骤中，其实现：
-A1：样品的3D参数设置；
-A2：由构成样品的各种物质的X射线吸收法则的3D制图；
-A3：样品的至少一个3D剖面的定义。
B-在称为“参数的传递和转换的步骤”的第二步骤中，其实现：
-B1：步骤（A）的参数的传递和转换；
-B2：各种物质的X射线吸收法则的样品的体积（volume）分布；
-B3：步骤A3的至少一个3D剖面的坐标的计算。
C-在称为“仿真与最优化步骤”的第三步骤中，其实现至少一个3D剖面的重建需要的最佳投影的仿真和搜索；
-C1：通过仿真所述样品的射线照相投影从由步骤（B）产生的数据；
-C2：通过借助于选择一个或多个剖面的最相关图像的最优化算法来控制投影的仿真。
D-在称为“轨迹生成步骤”的第四步骤中，其从在步骤C2结束时获得的照片位置集合中，实现用于所述X射线源和传感器在它们的运动空间中的最佳轨迹的生成。
E-在称为“获取运动的集成步骤”的第五步骤中，其生成试图用于实现之前选择的射线照相图像的连续获取动作的机械装置的至少一个命令文件。
II．在第二阶段，其为了实时连续地测试这些真实样品，通过使用在之前传递的X射线源和关联传感器的最佳轨迹，对真实样品实时连续地实现射线照相图像获取。
III．在第三阶段，在阶段II时所获取的射线照相图像构成用于已测真实样品的一个或多个3D剖面的实时重建的算法的输入参数。
IV．在第四阶段，该一个或多个3D剖面图像由图像分析软件和/或操作者（自然人）采用。
在本发明目的的描述中，术语3D、三维和表述“在三维下”被视为同义词且可以被无差别地使用。
具体实施方式
本发明涉及借助于至少一个X射线源和至少一个与所述源形成一对的X射线传感器的连续无损射线综合样品检查方法,对于每一个样品的至少一个断面的每个实时生成，所述源和所述传感器沿着运动空间之内的反向和同向轨迹移动。
根据本发明的方法包括四个连续阶段，其确定为其结果而实施特定部件的每个不同功能：
根据本发明的方法的第一阶段首先涉及标准样品的数字建模或CAD型理论模型的使用，其中所述标准样品要么在生物医学领域中大量自然地存在（例如活体世界），要么在技术领域中工业化生产。此建模按之后描述的连续步骤的顺序实现。
在此第一阶段的时候，待建模的样品经由由用于待测真实样品检查的标准样品所确定（identified）的需求定义的至少一个剖面，创建自己的分析、测试因而建模的过程。
根据本发明的方法的该第一阶段也涉及用于待建模样品的射线照相图像获取而无现有技术中感觉到的缺陷的、位于X射线源和关联传感器的运动空间内的最佳轨迹的数字模型的基本（essential）生成。
根据本发明的方法的第二阶段也涉及属于与在第一阶段中建模的数字样品相同类型的待测真实样品的射线照相图像获取。
通过从第一阶段起使用X射线源及其关联传感器的运动空间内的最佳轨迹，实时和连续地实现这种获取，以便实现这些真实样品的连续实时检查。
第三阶段是由重建算法从阶段II期间获取的射线照相图像的一个或多个已测样品的一个或多个3D剖面的实时重建的阶段。
第四阶段是在其间所述一个或多个剖面的图像由图像处理软件和/或操作者（自然人）采用的检查阶段。
第一阶段（作为根据本发明的方法的建模阶段）包括之后依次进行详细描述的A到E五个步骤。
称为样品的设计和/或定义步骤的步骤（A）
在包括以顺序方式实现的三个部分的该第一步骤（A）中，其：
A1.借助于适当软件，实现标准样品的3D几何的参数设置，以获得所述样品的3D模型。
A2.通过考虑构成标准样品的各种成分（component）的空间分布，实现建立X射线吸收法则的3D制图。
A3.借助于允许在标准样品的体积中至少一个剖面的交互定位的三维图形可视化（visualization）软件，实现该标准样品的该至少一个剖面的定义。
标准样品的几何的参数设置
经历参数设置的样品的“几何”指的是这个完整样品及其各成分的形状和尺度以及不同成分相对于其他成分的排列（arrangement）。
根据在本发明之前和该方法之中所给定的定义，标准样品可以表示其几何借助于诸如计算机辅助设计（CAD）软件之类的已知型适当软件再现或创建的、自然或合成源的一个对象或对象集合的描述。。
用于标准样品的各种成分的X射线吸收法则的公式
X射线遵从具有入射（incident）X射线束的强度I0和透射强度I的、根据吸收材料的厚度d的可见光通用吸收法则，这些条件在随后的公式（1）中被关联：
I＝I0e-μd  （1）
其中μ是吸收材料的吸收特性和使用的波长的系数。这个系数μ大致与所述波长的立方成比例。
除了之后更详细地描述的不连续性之外，X射线吸收的系数μ由布拉格-皮尔斯（Bragg-Pierce）法则给定：
μ＝kZ4λ3  （2）
其中，Z是原子序数，λ是入射光束的波长且k是比例系数。公式I＝I0e-μd仅在吸收机制保持相同时有效，与可见光一致。但是，因为它们光子的高能量缘故，X射线可以以不同的机制吸收：X射线的能量确实可以充足到将电子从吸收成分（absorbing element）的电子壳层（shell）中逐出并由此观察到X射线的吸收的明显增加以及在标准样品及其环境的材料上X射线的吸收行为导致的各种相关效应的产生。然后，表示根据波长λ的吸收的系数的曲线每次值hv对应于吸收材料的电子的能量时，展示不连续性，其中h表示普朗克常数（6.62×10-24），而v表示频率c/λ，这里c是光速且λ是上述波长（因此对K、L、M等壳层观察到不连续性）。
构成标准样品的每个成分的X射线吸收法则必须被公式化：实际上，通过使用上述公式（1）和（2）计算这个法则。其也集成了由标准样品材料及其环境暴露给X射线而引起的相关效应的行为。
然后，对标准样品的每个区域，即，与构成样品的每个成分对应的局部化（localization）的每个区域，给定X射线吸收的光密度分布。然后，将所计算出来的数据输出到计算模块。
从由对于构成标准样品的成分而按X射线吸收法则给定的这些数据，利用可以集成在现有CAD软件的被称为“插件”的软件模块的帮助或利用独立应用软件工具的帮助，获取这些吸收法则的3D制图。在第二种情况下，从用于几何定义的软件（例如，CAD软件）产生输出，并且在此应用软件工具中决定X射线吸收法则。
标准样品的至少一个剖面的定义
根据本发明的方法专用的3D图形可视化软件允许待检查标准样品体积中的至少一个剖面的交互定位。
这样的3D图形可视化软件是熟知的，但是在根据本发明的方法中，它们没有足够的功能以被最佳地采用。
因此，特别需要开发所述样品的至少一个剖面的交互定位的模块以确保其精确定位。也需要以标准文件格式工作。这种3D图形可视化软件或模块采用由用于样品的几何的参数设置的软件产生的数据。
在采用的时候，根据本发明的方法目的不仅在于定义待检查样品的参数，也在于借助于至少一个剖面评估偏移（drft）、缺陷和/或异常（特别是在所述样品内），其被检测到存在对于被告知的观察者来说，将是立即和严重的警报，例如，观察者
-在原型***的情况下，将寻找原因以解决它，
-在从连续生产线上为质量控制而拣出的真实样品的情况下，将移除被检测为有缺陷的样品并将从这个链中拣出其他样品以检查该缺陷或异常不是重复的，
-在活体世界的样品的情况下，将调动（mobilize）此领域专家的注意或将构造建模***的基础。
根据本发明的方法和要用该方法实现的检查的类型，参数化一个或多个剖面。
在例如当真实样品的精确区域可能以已知方式包含必须被检测的缺陷和/或异常的情况下，仅需要所述样品的一个剖面以便使用用于它们的局部化的特定工具观察所述区域。
作为例证，可以提及一些情况，诸如在与液体接触的冶金套件中必须是紧密的焊接（weld）的检查，或者由其适当局部化区域可以是缩孔现象的所在地的热熔聚合材料的模型注入而获得的修补（piece）的检查，或者机械套件在使用期间强烈承受着重要压力的精确区域的观察。
如果所有真实样品都可以呈现缺陷和/或异常，则样品的多个剖面是必须的，随后被参数化以检测并定位所述缺陷和/或异常。
称为参数的传递和转换步骤的步骤（B）
在称为参数的传递和转换步骤的这个第二步骤中，实施一种合并软件，其实现：
B1.实施可读及可使用的标准样品的3D模型向标准格式的传递和转换，由此提供在步骤C中实施的最优化算法需要的数据。
B2.对于所述样品的各种之前参数化了的成分（物质）而在该标准样品的体积中实现X射线吸收法则的定义和分布的合并操作。
B3.在步骤A3中定义的至少一个剖面的坐标的计算。
步骤（B）是步骤（A）中的所有参数的格式化和解释的步骤；在步骤（B）的结尾，将格式化和解释后的参数传递到步骤（C）。
在步骤（B）中实施的“合并”软件的功能将通过在仿真与最优化的随后步骤(C)中生成其计算管理和其使用需要的其他参数来实现步骤（A）的参数的“与（conjunction）”（链接）。
以由集成步骤(C)中使用的最优化算法的搜索软件可读和可使用的标准格式实现根据（B1）的标准样品的3D模型的输出。
根据（B2）的合并操作在标准样品的体积中实现用于在制图的阶段（A2）中提及的各种成分的X射线吸收法则的定义和分布。
通常，X射线辐射当通过样品的各种成分时经历可变的吸收。像天然气、某些聚合物那样的某些成分不大量吸收X射线。最终，其他成分（特别是金属成分）有X射线辐射的吸收的强大能力：当一种成分的原子序数高时，其的X射线辐射的吸收总是更为重要。因此，在样品和特定剖面中具有低原子序数（诸如由碳，氢、氧或许氮构成的蛋白质之类的有机物）和具有高原子序数（诸如铅、铜或其他金属之类的金属）的关联成分的同时出现的结果是具有高原子序数的成分吸收X射线辐射并且几乎完全掩盖具有低原子序数的其他成分。
因此，根据本发明的方法的基本特性是能够同时非常清晰和非常准确地获得标准样品以及以在具有在成分之间的明显标记边界的出现在所述样品的各个剖面中的各个成分的建模，不管每个成分的原子序数如何。
因此，根据本发明的三维射线综合方法在这个方面已经显得更快、更综合、更精确，给予具有极好精度的断面图像（section image）的无获取和重建的传统技术（例如传统的X射线断层摄影，层析X射线照相综合......）中经常碰到的缺陷，。
在步骤（A）的（A3）中定义的该至少一个剖面的坐标的计算通过计算机辅助设计（CAD）软件实现，该CAD软件提供可以通过根据三个轴的旋转和/或平移而可在空间中定向的体积标准样品（3D），且在其中所述剖面可以由操作者借助于其坐标处于与所述样品的坐标系相同的基准坐标系XYZ中的仅仅三点来定义。
称为仿真与最优化步骤的步骤（C）
在称为仿真与最优化步骤的第三步骤中，实现仿真且使用搜索软件搜索之前参数化了的一个或多个所述3D剖面的重建需要的最佳投影：
C1.集成从在步骤B中实施的传递产生的数据，且该数据借助于专用于X射线的射线跟踪的功能来仿真根据所传递的数据定义的所述样品的X射线照相投影。
C2.控制一最优化算法，该最优化算法存在于选择给出X射线照相投影的最相关图像的照片集。
该仿真与最优化步骤基于集成于搜索软件内的最优化算法的使用。
该搜索软件使得能够实施仿真并搜索之前定义的一个或多个所述3D剖面的重建需要的最佳投影。
在可以在根据本发明的方法中实现的现有最优化算法之中，人们可以提及元启发式算法（metaheuristic algorithm），蒙特卡洛算法和功能最小化算法。
术语“元启发式算法”指的是目的在于解决复杂最优化（很难解决）的广范问题的算法族。该元启发式算法是迭代随机算法，其演化由仿真功能管理。
更确切而非穷举方式地，根据本发明的所述方法使用了元启发式最优化算法，诸如：粒子群最优化（Particle swarm optimization）、蚁群最优化（AntColony Optimization）、模拟退火、路径重链、差异化策略、差分演化、遗传算法、分布估计。
在步骤(C)的第一部分（C1）中实施从步骤（B）中的传递产生的数据的集成（integration）。
由于专用于X射线的射线跟踪功能的缘故，这些数据使得仿真根据所传递的数据定义的所述标准样品的X射线照相投影变得可能。
称为轨迹生成步骤的步骤（D）
在称为轨迹生成步骤的此第四步骤中，从步骤C结束时的已知照片位置集合中，生成在运动空间中的轨迹，其对于X射线源及其关联数字传感器的运动和对于这些照片的获取的持续时间两者都是最优的。
获取的轨迹的定义因而存在于借助于最佳路径链接为一个或多个剖面的重建（相加）而选择的照片的位置。
在本发明的框架内，对于给定的样品和定义的剖面，存在就进程（course）时间和获取时间来说的最佳轨迹。
按照同样的方式，当对于所述X射线源及其关联传感器产生在运动空间中的最佳轨迹时，这种轨迹可以描述对标准样品的几个剖面的重建有用的图像的获取需要的运动且此轨迹足以实施真实样品的检查。
在称为“获取运动集成步骤”的第五步骤（E）中，对实施之前选定的射线照相图像的获取的连续运动的物理方法生成至少一个命令文件，且将所述文件传递至实施与步骤D中所定义的获取轨迹对应的运动的***。
接收此运动控制程序的***被安装在用于已制造样品的在线控制机上。
当第一阶段所有的步骤（A）到（E）都实施时，根据本发明的方法如同以下所指出的那样进入第二阶段，然后第三阶段和第四阶段。
在根据本发明的方法的第二阶段中，通过使用为所述真实样品的连续实时检查而事先传递的最佳轨迹，实时并连续地实施真实样品的射线照相图像的获取。
在根据本发明的方法的第三阶段，在阶段II中获取的射线照相图像构成用于已测真实样品的3D剖面的实时重建算法的输入参数。
在第四阶段，一个或多个3D剖面的图像由图像分析软件和/或例如在测试机器上工作的操作者（自然人）使用。
根据本发明的方法例如可以在产品的开发层面上（也就是从设计阶段到其生产阶段），然后在产品或真实样品的生产层面上，集成于产品生命周期管理（PLM）过程中，以便测试它们。
产品生命周期管理（PLM）过程是一种联合策略，其目的在于从可行性研究到其寿命终止的整个生命周期中，生成、管理和共享用于工业化产品的定义、制造、维护和回收的信息集合。
特别地，围绕包括计算机辅助设计、技术数据管理、数字模拟、计算机协助制造、知识管理的信息***组织PLM方法。
根据本发明的方法可以被应用于很多领域，诸如工业研究、质量控制、医疗、辅助医疗、兽医和药物应用、生物技术应用、微技术和纳米技术、港口和机场安全应用及防伪领域。

Claims (12)

1.一种借助于至少一个X射线源和至少一个与所述源配对的数字传感器的、利用数字实时3D射线照相的连续样品检查方法，X射线源与数字传感器都根据反向和同向轨迹运动，其特征在于
I.在第一阶段，通过实现如下步骤序列，生成了所述待测标准样品的数字模型和被选为最相关的、在所述X射线源及用于获取射线照相图像的相关传感器的运动空间中的最佳轨迹的数字模型：
A-在称为“所述标准样品的设计和/或定义的步骤”的第一步骤中，其实现：
-A1：所述样品的3D参数设置；
-A2：由构成所述样品的各种物质的X射线吸收法则的3D制图；
-A3：所述样品的至少一个3D剖面的定义。
B-在称为“参数传递和转换的步骤”的第二步骤中，其实现：
B1-：所述步骤（A）的参数的传递和转换；
B2-：所述各种物质的X射线吸收法则的样品的体积分布；
B3-：所述步骤A3中至少一个3D剖面坐标的计算。
C-在称为“仿真与最优化步骤”的第三步骤中，其实现了至少一个3D剖面重建所需要的最佳投影的仿真和搜索；
-C1：通过仿真所述样品的射线照相投影从由步骤（B）产生的数据；
-C2：通过借助于选择所述一个或多个剖面的最相关图像的最优化算法控制投影的仿真；
D-在称为“轨迹生成步骤”的第四步骤中，其从在所述步骤C2结束时获得的照片位置集合中，实现所述X射线源和传感器在它们的运动空间中的最佳轨迹的生成。
E-在称为“获取运动的集成步骤”的第五步骤中，其生成试图用于实现之前选择的所述射线照相图像的连续获取动作的机械装置的至少一个命令文件。
II．在第二阶段，其为了实时连续地测试这些真实样品，通过使用在之前传递的所述X射线源和所述关联传感器的最佳轨迹，对真实样品实时连续地实现所述射线照相图像获取。
III．在第三阶段，在阶段II时所获取的射线照相图像构成用于所述已测真实样品的3D剖面的实时重建的算法的输入参数。
IV．在第四阶段，所述3D剖面图像由图像分析软件和/或操作者（自然人）采用。
2.如权利要求1的所述方法，其特征在于，借助于已知CAD软件，实现所述样品的3D几何的参数设置，以获得标准样品的3D模型。
3.如权利要求1或2中至少一个的所述方法，其特征在于，通过考虑构成所述标准样品的各种成分的空间分布，实现所述X射线吸收法则的3D制图。
4.如权利要求1到3中至少一个的所述方法，其特征在于，借助于允许在所述标准样品的体积中至少一个剖面的交互定位的3D图形可视化软件，实现所述标准样品的至少一个剖面的定义。
5.如权利要求1到4中至少一个的所述方法，其特征在于，借助于合并软件，实现所述标准样品的3D模型参数的传递和转换，提供在所述步骤C中实施的最优化算法需要的数据。
6.如权利要求1到5中至少一个的所述方法，其特征在于，借助于搜索软件实现之前参数化了的至少一个所述3D剖面的重建需要的最佳投影的仿真和搜索。
7.如权利要求1到6中至少一个的所述方法，其特征在于，借助于仿真所述射线照相投影的、专用于X射线的射线跟踪的功能获得在所述步骤B中实施的传递产生的所述样品的数据。
8.如权利要求1到7中至少一个的所述方法，其特征在于，借助于元启发式最优化算法实现重建所述剖面需要的最相关图像的选择。
9.如权利要求1到8中至少一个的所述方法，其特征在于，从所述已知照片位置集合中，生成在运动空间中的轨迹，其对于所述X射线源及所述关联数字传感器的运动和对于所述这些照片的获取的持续时间两者都是最优的。
10.如权利要求1到9中至少一个的所述方法，其特征在于，从所述体积和所述标准样品的X射线吸收信息以及从所述将被实现的断面的位置上的信息，通过在所述选定的一个或多个剖面方向上的照片仿真，从空间的所有方向上生成射线照相图像。
11.如权利要求1到10中至少一个的所述方法，其特征在于，元启发式算法选择所述选定的一个或多个剖面的生成需要的最相关照片。
12.如权利要求1到11所述的、在工业研究、质量控制、医疗、辅助医疗、兽医和药物领域、生物技术、微技术和纳米技术、港口和机场安全及防伪领域的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106057050A (zh) * 2016-08-16 2016-10-26 东北大学 一种基于gate平台的荧光ct***模拟方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016213403A1 (de) * 2016-07-21 2018-01-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Berechnung einer Aufnahmetrajektorie
US11953451B2 (en) 2018-06-29 2024-04-09 Universiteit Antwerpen Item inspection by dynamic selection of projection angle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5799055A (en) * 1996-05-15 1998-08-25 Northwestern University Apparatus and method for planning a stereotactic surgical procedure using coordinated fluoroscopy
EP0875751A1 (en) * 1997-05-02 1998-11-04 General Electric Company Computed tomography metrology
WO2002028284A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and x-ray apparatus for optimally imaging the human anatomy
WO2007058918A2 (en) * 2005-11-11 2007-05-24 Hologic Inc. Estimating risk of future bone fracture utilizing three-dimensional bone density model
CN101126722A (zh) * 2007-09-30 2008-02-20 西北工业大学 基于配准模型仿真的锥束ct射束硬化校正方法
WO2008030263A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Medtronic, Inc. System for identification of anatomical landmarks
CN101158653A (zh) * 2007-11-16 2008-04-09 西北工业大学 一种锥束ct***的散射测定和校正方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256370B1 (en) * 2000-01-24 2001-07-03 General Electric Company Method and apparatus for performing tomosynthesis
US6292530B1 (en) * 1999-04-29 2001-09-18 General Electric Company Method and apparatus for reconstructing image data acquired by a tomosynthesis x-ray imaging system
US6898266B2 (en) * 2000-11-13 2005-05-24 Digitome Corporation 3D projection method
US6865246B2 (en) * 2001-09-26 2005-03-08 Massachusetts Institute Of Technology True 3D cone-beam imaging method and apparatus
US7522755B2 (en) * 2005-03-01 2009-04-21 General Electric Company Systems, methods and apparatus for filtered back-projection reconstruction in digital tomosynthesis
FR2929709B1 (fr) * 2008-04-04 2010-04-23 Spectroscan Procede d'examen radio-synthetique de specimens.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5799055A (en) * 1996-05-15 1998-08-25 Northwestern University Apparatus and method for planning a stereotactic surgical procedure using coordinated fluoroscopy
EP0875751A1 (en) * 1997-05-02 1998-11-04 General Electric Company Computed tomography metrology
WO2002028284A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and x-ray apparatus for optimally imaging the human anatomy
WO2007058918A2 (en) * 2005-11-11 2007-05-24 Hologic Inc. Estimating risk of future bone fracture utilizing three-dimensional bone density model
WO2008030263A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Medtronic, Inc. System for identification of anatomical landmarks
CN101126722A (zh) * 2007-09-30 2008-02-20 西北工业大学 基于配准模型仿真的锥束ct射束硬化校正方法
CN101158653A (zh) * 2007-11-16 2008-04-09 西北工业大学 一种锥束ct***的散射测定和校正方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106057050A (zh) * 2016-08-16 2016-10-26 东北大学 一种基于gate平台的荧光ct***模拟方法

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