Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Computertomographen beim Vermessen einer Interessensregion eines Objekts und einen Computertomographen.

Beim bildgebenden Verfahren der Computertomographie (CT) wird aus einer Anzahl von Projektionen eines Objekts ein dreidimensionales Bild des Objekts (Objektvolumen) erzeugt. Die Projektionen zeigen hierbei Linienintegrale einer skalaren Objekteigenschaft (vgl. Radon-Transformation).

Bei der Röntgen-Computertomographie werden diese Projektionen aus Durchstrahlungsbildern des Objekts berechnet und zeigen die integrale Röntgenabschwächung des Objekts. Zur Erzeugung der Durchstrahlungsbilder werden häufig zweidimensionale (2D) Röntgendetektoren verwendet. Jedes Bildelement (Pixel) eines solchen Durchstrahlungsbildes ist ein Maß für die Abschwächung der Röntgenstrahlung auf dem Weg von der (punktförmig gedachten) Röntgenquelle zum jeweiligen Detektorpixel. Bei Verwendung von 2D-Röntgendetektoren kann ein dreidimensionales (3D) Objektbild bestimmt werden. Dieses Objektbild wird auch als Volumendatensatz (VDS) oder Objektvolumen bezeichnet. Abhängig von der Anwendung ist es erwünscht, im VDS eine möglichst gute räumliche Auflösung zu erzielen, um z.B. möglichst kleine Objektdetails auflösen zu können. Insbesondere bei der Werkstückprüfung kommt einer möglichst guten räumlichen Auflösung eine große Bedeutung zu, um beispielsweise Defekte im Werkstück aufspüren zu können.

Die maximal in einem Röntgen-Durchstrahlungsbild erreichbare Auflösung ist u.a. abhängig von der kleinsten erzielbaren Größe eines Röntgen-Quellflecks (auch als Brennfleck bezeichnet) sowie von einer maximalen Vergrößerung, mit der ein Objekt oder Bereiche eines Objekts auf den Röntgendetektor abgebildet werden können. Für die maximale Vergrößerung muss das Objekt oder der Objektbereich möglichst nahe am Röntgen-Quellfleck positioniert werden. In der einfachsten Ausführung der Computertomographie wird das gesamte zu untersuchende Objekt immer vollständig (d.h. ohne Beschnitt) auf den Röntgendetektor abgebildet. Es wird hierbei eine konstante Vergrößerung verwendet, bei welcher das Objekt unter beliebigem Durchstrahlungs- bzw. Drehwinkel immer vollständig abgebildet werden kann. Eine Größe der Bildelemente (Voxel) im VDS ist dann gegeben durch die Größe der Detektorbildelemente geteilt durch die Vergrößerung. Bei größeren Objekten, d.h. bei vergleichsweise kleiner Vergrößerung, ergibt sich eine relativ große Voxeigröße, sodass kleinere Objektdetails im VDS nicht aufgelöst werden können.

In einer Variante der Computertomographie wird lediglich ein vorgegebener Interessensbereich (engl. Region-of-lnterest, ROI) eines Objekts mit größerer Vergrößerung und verbesserter Auflösung erfasst. Bereiche des Objekts, die außerhalb des Interessensbereichs liegen, werden dann unter Umständen nicht auf dem Röntgendetektor abgebildet.

Aus der DE 102018 105709 A1 ist ein Verfahren zur Untersuchung eines Werkstücks mittels Computertomographie bekannt, umfassend zumindest die folgenden Schritte: Aufnahme zumindest eines ersten Satzes mehrerer Durchstrahlungsbilder des auf einem Drehtisch angeordneten Werkstücks in mehreren Drehstellungen (Drehschritte) relativ zu einer Strahlungsquelle und einem Detektor, Rekonstruktion eines Voxeivolumens, welches Voxel mit zugeordneten Voxeigrauwerten aufweist, aus den Durchstrahlungsbildern, wobei zur Aufnahme eines ersten Satzes von Durchstrahlungsbildern der Abstand zwischen Werkstück und Quelle für zumindest einige erste Drehstellungen geringer eingestellt wird als für einige zweite Drehstellungen, und für sämtliche Drehstellungen so eingestellt wird, dass eine Kollision zwischen Detektor und Werkstück vermieden wird, indem unter Berücksichtigung der Werkstückabmessungen und der jeweiligen Drehstellung der Drehtisch zusammen mit dem Werkstück relativ zum Drehtisch und die Quelle oder die Quelle und der Detektor relativ zumindest aufeinander zubewegt oder voneinander wegbewegt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Computertomographen beim Vermessen einer Interessensregion eines Objekts und einen Computertomographen zu schaffen, mit denen die Interessensregion insbesondere mit maximal möglicher Vergrößerung erfasst werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einen Computertomographen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es ist einer der Grundgedanken der Erfindung, eine Interessensregion eines Objekts, die mittels des Computertomographen vermessen werden soll, für jeden, beispielsweise durch Messparameter, vorgegebenen Durchstrahlungswinkel bzw. für jeden Drehwinkel eines Drehtisches, auf dem das Objekt angeordnet ist, mit maximal möglicher Vergrößerung abzubilden. Um dies zu erreichen, wird für die vorgegebenen Durchstrahlungswinkel (z.B. 0 bis 360° in vorgegebenen Winkelschritten) eine aus Quellpunkten zusammengesetzte Quelltrajektorie bestimmt. Die Quelltrajektorie wird hierbei in einem Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts bestimmt. Hierbei kann insbesondere ein Koordinatensystem des Drehtisches verwendet werden, da das Objekt üblicherweise während einer Messung auf dem Drehtisch fixiert ist. Die einzelnen Quellpunkte der Quelltrajektorie werden hierzu im Koordinatensystem des Objekts jeweils derart gewählt, dass drei Bedingungen eingehalten werden: a) Alle Objektpunkte der Interessensregion sollen mit maximal möglicher Vergrößerung auf eine Detektorfläche eines Röntgendetektors abgebildet werden. b) Eine Anordnung des Brennflecks am Quellpunkt soll mit einem Parameterbereich einer Objektbewegungseinrichtung und/oder einer Quelle- Detektorbewegungseinrichtung des Computertomographen realisierbar sein. c) Ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle (insbesondere einer Außenkontur der Röntgenquelle) und dem Objekt oder zwischen der Röntgenquelle (insbesondere einer Außenkontur der Röntgenquelle) und einem Objekthalter soll eingehalten werden.

Jeder Quellpunkt der Quelltrajektorie erfüllt diese drei Bedingungen. Nach dem Bestimmen der Quelltrajektorie wird die bestimmte Quelltrajektorie durch Ansteuern der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung abgefahren, während an den jeweils zugehörigen vorgegebenen Durchstrahlungswinkeln Durchstrahlungsbilder der Interessensregion erfasst werden. Anschließend kann ein Objektvolumen aus den erfassten Durchstrahlungsbildern in an sich bekannter Weise rekonstruiert werden.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Betreiben eines Computertomographen beim Vermessen einer Interessensregion eines Objekts zur Verfügung gestellt, wobei für die Interessensregion eine Quelltrajektorie einer Röntgenquelle mit einem Brennfleck in einem Koordinatensystem des auf einem Drehtisch angeordneten Objekts bestimmt wird, wobei hierzu für vorgegebene Durchstrahlungswinkel jeweils ein Quellpunkt auf der Quelltrajektorie derart im Koordinatensystem des Objekts gewählt wird, dass a) alle Objektpunkte der Interessensregion mit maximal möglicher Vergrößerung auf eine Detektorfläche eines Röntgendetektors abgebildet werden, b) sich eine Anordnung des Brennflecks am Quellpunkt mit einem Parameterbereich einer Objektbewegungseinrichtung und/oder einer Quelle- Detektorbewegungseinrichtung des Computertomographen realisieren lässt, und c) ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle (insbesondere einer Außenkontur der Röntgenquelle) und dem Objekt oder zwischen der Röntgenquelle (insbesondere einer Außenkontur der Röntgenquelle) und einem Objekthalter eingehalten wird; wobei die bestimmte Quelltrajektorie durch Ansteuern der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung abgefahren wird, während an den jeweils zugehörigen vorgegebenen Durchstrahlungswinkeln Durchstrahlungsbilder der Interessensregion erfasst werden.

Ferner wird insbesondere ein Computertomograph geschaffen, umfassend eine Röntgenquelle mit einem Brennfleck, einen Röntgendetektor, einen zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektor angeordneten Drehtisch, eine mit dem Drehtisch gekoppelte Objektbewegungseinrichtung und/oder eine Quelle-

Detektorbewegungseinrichtung, und eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, für eine Interessensregion eines Objekts eine Quelltrajektorie der Röntgenquelle in einem Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts zu bestimmen, und hierzu für vorgegebene Durchstrahlungswinkel jeweils einen Quellpunkt auf der Quelltrajektorie derart im Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts zu wählen, dass a) alle Objektpunkte der Interessensregion mit maximal möglicher Vergrößerung auf eine Detektorfläche des Röntgendetektors abgebildet werden, b) sich eine Anordnung des Brennflecks am Quellpunkt mit einem Parameterbereich der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle- Detektorbewegungseinrichtung realisieren lässt, und c) ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle (insbesondere einer Außenkontur der Röntgenquelle) und dem Objekt oder zwischen der Röntgenquelle (insbesondere einer Außenkontur der Röntgenquelle) und einem Objekthalter eingehalten wird; und die Objektbewegungseinrichtung und/oder die Quelle-Detektorbewegungseinrichtung derart anzusteuern, dass die bestimmte Quelltrajektorie abgefahren wird, während an den jeweils zugehörigen vorgegebenen Durchstrahlungswinkeln Durchstrahlungsbilder der Interessensregion erfasst werden.

Das Verfahren und der Computertomograph haben den Vorteil, dass aus jeder Richtung, das heißt, für jeden vorgegebenen Durchstrahlungswinkel, ein Durchstrahlungsbild der Interessensregion mit der jeweils maximal möglichen Vergrößerung erfasst wird. Maximal möglich bedeutet hierbei, dass diejenige Vergrößerung verwendet wird, die unter den Beschränkungen eines Aufbaus des Computertomographen, insbesondere unter Beschränkungen von Parameterbereichen der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung, und einer Form des Objektes erreicht werden kann. Bei ausreichend kleiner Größe eines Brennflecks (Quellflecks) der Röntgenquelle ist die maximal mögliche Auflösung hierbei insbesondere beschränkt durch einen Abstand der Interessensregion zur Röntgenquelle bzw. zum Brennfleck der Röntgenquelle. Dieser Abstand muss daher möglichst gering sein. Der Abstand wird insbesondere unter Einhaltung der Bedingungen b) und c) so klein wie möglich gewählt. Es müssen jedoch in jedem Fall noch alle Objektpunkte der Interessenregion auf dem Röntgendetektor abgebildet werden, das heißt ein auf eine Detektorfläche des Röntgendetektors auftreffender Röntgenstrahlfächer oder -kegel muss die Objektpunkte auf dem Weg von dem Brennfleck zum Röntgendetektor durchdrungen haben.

Positionsinformationen zu der Interessensregion (engl. Region-of-lnterest, ROI) des Objektes werden insbesondere zu Anfang des Verfahrens für das zu vermessende Objekt und dessen Anordnung auf dem Drehtisch empfangen und im weiteren Verfahren berücksichtigt. Die Positionsinformationen werden insbesondere in Koordinaten des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts empfangen und/oder verarbeitet.

Die Quelltrajektorie wird innerhalb des Koordinatensystems des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts bestimmt. Dies bedeutet insbesondere, dass die Quellpunkte der Quelltrajektorie in Abhängigkeit des jeweils zugehörigen Durchstrahlungswinkels um das Objekt herumwandern. Ein Computertomograph ist insbesondere ein Computertomograph der industriellen Messtechnik. Ein Objekt ist insbesondere ein Werkstück.

Die Anordnung von Röntgenquelle und von Röntgendetektor ist insbesondere zueinander fix, das heißt, der von dem Quellfleck der Röntgenquelle mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel ausgehende Röntgenstrahlfächer oder -kegel trifft immer in der gleichen Weise auf eine Detektorfläche des Röntgendetektors, unabhängig von einem Durchstrahlungswinkel und einer Objektposition.

Eine Objektbewegungseinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, ein Objekt in Richtungen senkrecht zu einer Drehachse des Drehtisches zu bewegen (nachfolgend werden diese Richtungen als x- und y-Richtung bezeichnet). Die Objektbewegungseinrichtung kann beispielsweise Aktoren, wie bewegbare Lineartische, aufweisen. Beispielsweise kann die Objektbewegungseinrichtung das Objekt in der kinematischen Reihenfolge XZYR bewegen, das heißt, ein Lineartisch in x-Richtung kann einen gesamten Aufbau der Objektbewegungseinrichtung in z- und y-Richtung und den Drehtisch bewegen usw. Die Objektbewegungseinrichtung hat einen begrenzten Parameterbereich, innerhalb dessen ein Objekt in die einzelnen Richtungen bewegt werden kann.

Eine Quelle-Detektorbewegungseinrichtung ist insbesondere dazu eingerichtet, die Röntgenquelle und/oder den Röntgendetektor relativ zum Objekt zu bewegen. Hierzu kann die Quelle-Detektorbewegungseinrichtung Aktoren aufweisen, wie z.B. Lineartische etc. Auch die Quelle-Detektorbewegungseinrichtung hat einen begrenzten Parameterbereich, innerhalb dessen die Quelle und/oder der Röntgendetektor bewegt werden können. In diesem Fall ist eine Anordnung von Röntgenquelle und von Röntgendetektor zueinander veränderbar.

Teile der Steuereinrichtung können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Teile einzeln oder zusammengefasst als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder feldprogrammierbares Gatterfeld (FPGA) ausgebildet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass die bestimmte Quelltrajektorie vor dem Ansteuern in Ansteuerkoordinaten der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle- Detektorbewegungseinrichtung transformiert wird. Wird nur eine

Objektbewegungseinrichtung verwendet, so erfolgt insbesondere eine Transformation für jeden Durchstrahlungswinkel, bei der berücksichtigt wird, dass das Objekt gedreht wird. In der Regel ist der Drehtisch hierbei auf der Objektbewegungseinrichtung angeordnet, sodass der Drehtisch zusammen mit dem Objekt mittels der Objektbewegungseinrichtung bewegt wird. Eine Position der Röntgenquelle und des Röntgendetektors bleibt hierbei für alle Durchstrahlungswinkel gleich, während das Objekt gedreht und zusammen mit dem Drehtisch bewegt wird. Die Quelltrajektorie wird dementsprechend transformiert in Ansteuerkoordinaten der Objektbewegungseinrichtung. Insbesondere wird hierbei das Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts um den jeweiligen Durchstrahlungswinkel gedreht und aus den Koordinaten des zu dem Durchstrahlungswinkel gehörenden Quellpunktes im gedrehten Koordinatensystem werden die Ansteuerkoordinaten bestimmt und der Objektbewegungseinrichtung zugeführt. Bei der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung, sofern vorhanden, wird grundsätzlich analog vorgegangen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Quellpunkte im Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts jeweils ausgehend von einem jeweiligen Startpunkt mit maximaler Vergrößerung der Objektpunkte der Interessensregion solange entlang einer Begrenzungsgeraden, die durch einen von dem jeweiligen Startpunkt ausgehenden Röntgenstrahlfächer mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel definiert ist, verschoben werden, bis die Bedingung b) erfüllt ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Objektpunkte der Interessenregion weiterhin alle auf dem Röntgendetektor abgebildet werden und dennoch die Bedingung b) erfüllt werden kann. Das Vorgehen ist hierbei wie folgt: Der Quellpunkt wird im Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts so gewählt, dass alle Objektpunkte der Interessensregion mit maximaler Vergrößerung abgebildet werden können. Hierzu wird der Quellpunkt möglichst nahe an der Interessensregion angeordnet. Dies definiert den Startpunkt. Es kann jedoch der Fall auftreten, dass dieser als Startpunkt gewählte Quellpunkt sich mit der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung nicht realisieren lässt, weil der Quellpunkt außerhalb eines Parameterbereichs liegt. Daher wird der Quellpunkt ausgehend von dem Startpunkt solange entlang einer Begrenzungsgeraden verschoben, bis die Bedingung b) erfüllt ist. Die Begrenzungsgerade ist hierbei durch den vom Startpunkt ausgehenden Röntgenstrahlfächer oder -kegel mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel definiert. Betrachtet man den Röntgenstrahlfächer im zweidimensionalen Fall als zweidimensionalen Fächer, so gibt es zwei Begrenzungsgeraden, welche den Röntgenstrahlfächer aufspannen, wobei der Startpunkt sich am Schnittpunkt der beiden Begrenzungsgeraden befindet. Der Quellpunkt wird ausgehend von dem Startpunkt dann entlang derjenigen Begrenzungsgeraden verschoben, die in Richtung hin zu realisierbaren Werten innerhalb des Parameterbereichs der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung verläuft, wobei ein Abstand zur Interessensregion hierbei vergrößert wird. Hierbei wird die Bewegung innerhalb des Koordinatensystems des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts ausgeführt. Der Quellpunkt wird dann solange auf dieser Begrenzungsgeraden bewegt, bis die Bedingung b) erfüllt ist, das heißt, bis der Quellpunkt wieder innerhalb des Parameterbereichs der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung liegt. Der resultierende Quellpunkt wird kann dann zum Einhalten der Bedingung c) weiter angepasst werden. Es ist hierbei jedoch stets vorgesehen, dass alle drei Bedingungen a), b) und c) eingehalten werden.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor dem Bestimmen der Quelltrajektorie eine Übersichtscomputertomographie des Objekts mittels des Computertomographen erzeugt wird, wobei ausgehend von der Übersichtscomputertomographie eine Objektaußenkontur im Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts bestimmt und beim Überprüfen von Bedingung c) berücksichtigt wird. Hierdurch kann ein Objekt in beliebiger Anordnung auf dem Drehtisch angeordnet werden und dennoch kann ein Interessensbereich mit der maximal möglichen Vergrößerung vermessen werden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Übersichtscomputertomographie mit einer geringeren Vergrößerung und Auflösung als die schlussendliche Messung erfolgt. Hierdurch kann Zeit gespart werden. Die Objektaußenkontur wird anschließend dazu verwendet, den vorgegebenen Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle und dem Objekt bei jedem Durchstrahlungswinkel zu überprüfen und einzuhalten. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die Übersichtscomputertomographie auch einen Objekthalter umfasst, der beim Überprüfen ebenfalls berücksichtigt wird. Die Objektaußenkontur kann beispielsweise mit Hilfe von Schwellenwerten für Graustufenwerte von Voxeln eines Objektvolumens der Übersichtstomographie bestimmt werden. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass CAD-Daten des Objekts empfangen werden, wobei vor dem Bestimmen der Quelltrajektorie ausgehend von den empfangenen CAD-Daten und einer vorgegebenen Anordnung des Objekts auf dem Drehtisch eine Objektaußenkontur im Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts bestimmt und beim Überprüfen von Bedingung c) berücksichtigt wird. Neben den CAD- Daten des Objekts können auch CAD-Daten eines Objekthalters empfangen und berücksichtigt werden.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine zweidimensionale Objektaußenkontur des Objekts bestimmt wird, deren Ebene sich senkrecht zu einer Drehachse des Drehtisches befindet, wobei die bestimmte zweidimensionale Objektaußenkontur und eine entsprechende zweidimensionale Quellenaußenkontur der Röntgenquelle zum Überprüfen der Bedingung c) verwendet werden. Hierdurch kann die Bedingung c) auf einfache Weise überprüft werden. Wird die zweidimensionale Objektaußenkontur aus einer Übersichtscomputertomographie bestimmt, so können beispielsweise sämtliche Voxel auf eine senkrecht zu der Drehachse des Drehtisches stehende Ebene projiziert werden. Anschließend wird beispielsweise mittels eines Schwellenwertes oder eines Filters die zweidimensionale Objektaußenkontur definiert. Eine (bekannte) Quellenaußenkontur der Röntgenquelle wird in die gleiche Ebene projiziert. Mit Hilfe der Objektaußenkontur und der Quellenaußenkontur kann eine maximale Vergrößerung unter Einhaltung des vorgegebenen Mindestabstands besonders einfach erreicht werden, sodass für jeden Durchstrahlungswinkel ein Quellpunkt bestimmt werden kann, der die Bedingungen erfüllt.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine dreidimensionale Objektaußenkontur des Objekts bestimmt wird, wobei die bestimmte dreidimensionale Objektaußenkontur und eine dreidimensionale Quellenaußenkontur der Röntgenquelle zum Überprüfen der Bedingung c) verwendet werden. Dies ermöglicht es, die dreidimensionalen Außenkonturen sowohl des Objektes als auch der Röntgenquelle zu berücksichtigen. Im Gegensatz zur Verwendung von zweidimensionalen Außenkonturen kann hierdurch bei Objekten, deren Objektaußenkontur stark von einer dreidimensionalen Position abhängt (d.h. bei denen die Außenkontur nicht nur in Abhängigkeit von dem Drehwinkel, sondern auch in Abhängigkeit von einer Höhe bzw. einer z-Richtung entlang der Drehachse variiert), stets eine maximal mögliche Vergrößerung erzielt werden, da der Brennfleck bei Berücksichtigung der dreidimensionalen Außenkonturen unter Umständen näher an dem Objekt angeordnet werden kann als unter Berücksichtigung der zweidimensionalen Außenkonturen.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Interessensregionen des Objekts vermessen werden, wobei für jede Interessensregion eine Quelltrajektorie bestimmt wird. Hierdurch kann für jede der Interessenregionen eine Durchstrahlung mit maximal möglicher Vergrößerung erzielt werden. Positionsinformationen zu den mehreren Interessensregionen (engl. Region-of-lnterest, ROI) des Objektes werden insbesondere zu Anfang des Verfahrens für das zu vermessende Objekt und dessen konkreter Anordnung auf dem Drehtisch empfangen und im weiteren Verfahren berücksichtigt.

In einer weiterbildenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein erfasstes Durchstrahlungsbild, das für eine Aufnahmegeometrie von einer Interessensregion erfasst wurde, als Durchstrahlungsbild für eine andere Interessensregion für eine zumindest ähnliche Aufnahmegeometrie verwendet wird. Hierdurch können erfasste Durchstrahlungsbilder, die für den gleichen oder zumindest einen ähnlichen Durchstrahlungswinkel erfasst wurden, für mehrere Interessensregionen verwendet werden. Hierdurch kann eine Messzeit reduziert werden. Insbesondere ist dies von Vorteil, wenn die Interessensregionen, für die die Durchstrahlungsbilder verwendet werden, im Objekt nahe beieinanderliegen. Eine Aufnahmegeometrie ist hierbei insbesondere definiert durch eine Anordnung von Röntgenquelle, Objekt und Röntgendetektor zueinander. Ähnliche Aufnahmegeometrien treten beispielsweise bei in einer Richtung ausgedehnten, plattenförmigen Objekten auf, bei denen für manche Intervalle des Durchstrahlungswinkels das Objekt von der Röntgenquelle in immer gleicher weise umfahren werden muss, das heißt, Intervalle, in denen die Quelltrajektorien gleich oder zumindest sehr ähnlich sind. Statt die Durchstrahlungsbilder für diese Intervalle für eine weitere Interessensregion erneut zu erfassen, können die bereits für eine andere Interessensregion erfassten Durchstrahlungsbilder unter Berücksichtigung der tatsächlichen Aufnahmegeometrie dieser Durchstrahlungsbilder bei der Rekonstruktion des Objektvolumens der weiteren Interessensregion verwendet werden.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Röntgenleistung der Röntgenquelle und/oder eine Belichtungszeit des Röntgendetektors in Abhängigkeit der Quellpunkte auf der Quelltrajektorie und/oder eines Abstands zwischen der Röntgenquelle und dem Objekt verändert wird. Dies ermöglicht es, in Bereichen der Quelltrajektorie, in denen sich die Quelle zum Einhalten des vorgegebenen Mindestabstands bzw. zur Kollisionsvermeidung weiter von der Interessensregion des Objekts entfernt befindet, das heißt, in Bereichen, in denen die Vergrößerung aller Objektpunkte in der Interessensregion abgenommen hat, einen größeren Brennfleck (Quellfleck) der Röntgenquelle und somit eine größere Röntgenleistung zu verwenden, ohne dass die Durchstrahlungsbilder unscharf werden. Durch die größere Röntgenleistung in diesen Bereichen der Quelltrajektorie können mehr Photonen zur Bildentstehung in dem Röntgendetektor beitragen. Ein Rauschen in den erfassten Durchstrahlungsbildern und einem hieraus rekonstruierten Objektvolumen kann hierdurch reduziert werden. Alternativ kann in diesen Bereichen der Trajektorie die Belichtungszeit des Röntgendetektors vermindert werden, um so insbesondere die gesamte Messzeit zu verkürzen.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Objekt kontinuierlich vermessen wird, wobei die Quelltrajektorie kontinuierlich abgefahren wird. Kontinuierlich bedeutet hierbei insbesondere, dass Achsen der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle- Detektorbewegungseinrichtung kontinuierlich bewegt werden, während Durchstrahlungsbilder erfasst werden. Hierdurch kann eine Messung beschleunigt werden.

Weitere Merkmale zur Ausgestaltung des Computertomographen ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile des Computertomographen sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Verfahrens.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Computertomographen;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Ausführungsform des Verfahrens und des Computertomographen; Fig. 3 schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Ausführungsform des Verfahrens;

Fig. 4 ein Ausschnitt aus der Fig. 3 zur Verdeutlichung der Ausführungsform des Verfahrens;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Trajektorie aus Quellpunkten, welche die Bedingung a) erfüllt;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Trajektorie aus Quellpunkten, welche die Bedingungen a) und b) erfüllt;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Trajektorie aus Quellpunkten, welche die Bedingungen a), b) und c) erfüllt;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Trajektorie aus Quellpunkten, welche die Bedingungen a), b) und c) erfüllt und von hieraus abgeleiteten Ansteuerkoordinaten;

Fig. 9 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Computertomographen beim Vermessen einer Interessensregion eines Objekts.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Computertomographen 1 gezeigt. Der Computertomograph 1 umfasst eine Röntgenquelle 2 mit einem Brennfleck 2-1 , einen Röntgendetektor 3, einen zwischen Röntgenquelle 2 und Röntgendetektor 3 angeordneten Drehtisch 4, eine mit dem Drehtisch 4 gekoppelte Objektbewegungseinrichtung 5 und eine Steuereinrichtung 6. Alternativ oder zusätzlich kann der Computertomograph 1 auch eine Quelle- Detektorbewegungseinrichtung (nicht gezeigt) umfassen. Der Computertomograph 1 führt das in dieser Offenbarung beschriebene Verfahren aus.

Auf dem Drehtisch 4 kann ein zu vermessendes Objekt 10, insbesondere ein zu vermessendes Werkstück, angeordnet werden. Das Objekt 10 kann dann für eine computertomographische Messung um eine Drehachse 7 des Drehtischs 4 gedreht werden, sodass beliebige Durchstrahlungswinkel eingestellt werden können. Das Objekt 10 hat eine Interessensregion 11, die mittels des in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahrens mit maximal möglicher Vergrößerung vermessen werden soll. Das Objekt 10 selbst kann in einem Koordinatensystem 30 des Objekts 10 beschrieben werden, in dem das Objekt 10 ortsfest verbleibt. Das Koordinatensystem 30 des Objektes 10 dreht sich zusammen mit dem Objekt 10 auf dem Drehtisch 4. Die Interessensregion 11 ist insbesondere durch Koordinaten in dem Koordinatensystem 30 des Objekts 10 vorgegeben.

Mittels der Objektbewegungseinrichtung 5 kann das Objekt 10 zusammen mit dem Drehtisch 4 relativ zu der Röntgenquelle 2 und dem Röntgendetektor 3 verschoben werden. Ein Zustand der Objektbewegungseinrichtung 5 kann in einem Ansteuerkoordinatensystem 31 beschrieben werden, mit den Ansteuerkoordinaten 32 der Objektbewegungseinrichtung 5 beschrieben werden können. Es wird im Folgenden davon ausgegangen, dass eine Anordnung der Röntgenquelle 2 zum Röntgendetektor 3 fix bleibt. Ist jedoch eine Quelle-Detektorbewegungseinrichtung (nicht gezeigt) vorhanden, so kann sich diese Anordnung grundsätzlich auch ändern und durch Ansteuerkoordinaten eingestellt werden.

Die Steuereinrichtung 6 ist beispielsweise als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet, beispielsweise wird in einem Speicher hinterlegter Programmcode zum Ausführen von Maßnahmen des Verfahrens auf einem Mikroprozessor ausgeführt. Die Steuereinrichtung 6 steuert insbesondere auch die computertomographische Messung und Auswertung.

Die Steuereinrichtung 6 ist dazu eingerichtet, für die Interessensregion 11 des Objekts 10 eine Quelltrajektorie 20 der Röntgenquelle 2 in einem Koordinatensystem 30 des auf dem Drehtisch 4 angeordneten Objekts 10 zu bestimmen. Hierzu wählt die Steuereinrichtung 6 für vorgegebene Durchstrahlungswinkel, in der Regel sind dies Durchstrahlungswinkel in einem Intervall von 0° bis 360°, jeweils einen Quellpunkt auf der Quelltrajektorie 20 derart im Koordinatensystem 30 des auf dem Drehtisch 4 angeordneten Objekts 10 aus, dass folgende Bedingungen eingehalten werden: a) Alle Objektpunkte der Interessensregion 11 werden mit maximal möglicher Vergrößerung auf eine Detektorfläche des Röntgendetektors 3 abgebildet, b) es lässt sich eine Anordnung des Brennflecks 2-1 am Quellpunkt mit einem Parameterbereich der Objektbewegungseinrichtung 5 und/oder der Quelle- Detektorbewegungseinrichtung (nicht gezeigt) realisieren, und c) ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle 2 und dem Objekt 10 oder dem Objekthalter 17 wird eingehalten.

Der jeweilige Quellpunkt auf der Quelltrajektorie 20 fällt bei der computertomographischen Messung dann stets mit einer Position des Brennflecks 2-1 der Röntgenquelle 2 zusammen.

Ist die Quelltrajektorie 20 bestimmt, so steuert die Steuereinrichtung 6 die Objektbewegungseinrichtung 5 und/oder die Quelle-Detektorbewegungseinrichtung (nicht gezeigt) derart an, dass die bestimmte Quelltrajektorie 20 abgefahren wird, während an den jeweils zugehörigen vorgegebenen Durchstrahlungswinkeln Durchstrahlungsbilder der Interessensregion 11 erfasst werden. Das Erfassen der Durchstrahlungsbilder selbst und die Rekonstruktion eines Objektvolumens aus den erfassten Durchstrahlungsbildern erfolgt ansonsten in an sich bekannter Weise. Aus den erfassten Durchstrahlungsbildern erzeugt die Steuereinrichtung 6 anschließend ein rekonstruiertes Objektvolumen der Interessensregion 11.

Es ist vorgesehen, dass Quellpunkte im Koordinatensystem 30 des auf dem Drehtisch 4 angeordneten Objekts 10 jeweils ausgehend von einem jeweiligen Startpunkt mit maximaler Vergrößerung der Objektpunkte der Interessensregion 11 solange entlang einer Begrenzungsgeraden, die durch einen von dem jeweiligen Startpunkt ausgehenden Röntgenstrahlfächer mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel definiert ist, verschoben werden, bis die Bedingungen b) und c) erfüllt sind.

Dies ist an einem vereinfachten Beispiel in der Fig. 2 schematisch verdeutlicht. In der Fig. 2 sind in einem Koordinatensystem 30 des Objektes (in xy-Koordinaten, wobei auf Einheiten bei diesem Beispiel verzichtet wird) mehrere Objektpunkte 12 gezeigt, die innerhalb einer Interessensregion 11 liegen. Die Interessensregion 11 soll in diesem einfachen Beispiel alle Objektpunkte 12 umfassen. Ferner sind von Quellpunkten 13 ausgehende Röntgenstrahlfächer 14 mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel von jeweils 17° für unterschiedliche Durchstrahlungswinkel (0°, 45° und 90°) bzw. Drehwinkel des Drehtisches gezeigt. Die Quellpunkte 13 sind hierbei jeweils derart gewählt, dass alle Objektpunkte 12 stets innerhalb des jeweiligen Röntgenstrahlfächers 14 liegen und eine Vergrößerung maximal ist, das heißt, dass ein Abstand zwischen dem Quellpunkt 13 (der bei der computertomographischen Messung mit dem Brennfleck der Röntgenquelle zusammenfällt) und den Objektpunkten 12 innerhalb der Interessensregion 11 möglichst gering ist. Hierbei wird weiter davon ausgegangen, dass ein Abstand und eine Anordnung zwischen einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor fix sind. Die gezeigten Objektpunkte 12 befinden sich gerade noch innerhalb der Röntgenstrahlfächer 13 und erfüllen die oben genannte Bedingung a). Die Quellpunkte 13 bilden die Startpunkte 15. Die Startpunkte 15 sind nur durch die Objektpunkte 12 bestimmt (d.h. die obigen Bedingungen b) und c) werden erst im Anschluss betrachtet). Mathematisch ergeben sich die Startpunkte 15 jeweils als Schnittpunkt von zwei den Röntgenstrahlfächer 14 beschreibenden Begrenzungsgeraden 16-1, 16-2 (aus Gründen der Übersichtlichkeit nur für Durchstrahlungswinkel von 0° und 90° mit Bezugszeichen versehen), deren Richtungen um +/- halber Fächerwinkel von dem Durchstrahlungswinkel abweichen. Ebenfalls aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Begrenzungsgeraden 16-1 und 16-2 nur so dargestellt, dass sie sich von einem Startpunkt 15 beginnend nur in eine Richtung fort erstrecken. Tatsächlich sind die Begrenzungsgeraden 16-1 und 16.2 aber so zu verstehen, dass sie keinen Anfang und kein Ende haben, sondern durch einen Startpunkt 15 verlaufen.

Tritt nun beispielsweise der Fall auf, dass ein Parameterintervall des Objektbewegungssystems begrenzt ist, so wird ausgehend von dem jeweiligen Startpunkt 15 der Quellpunkt 13 solange entlang einer der Begrenzungsgeraden 16-1, 16- 2 verschoben, bis die Bedingung b) erfüllt ist, das heißt, bis der resultierende Quellpunkt 13 wieder in dem Parameterbereich des Objektbewegungssystems liegt. Die Begrenzungsgeraden 16-1, 16-2 sind durch den von dem jeweiligen Startpunkt 15 ausgehenden Röntgenstrahlfächer 14 mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel definiert. Dies wird nachfolgend für den Durchstrahlungswinkel von 0° an einem Beispiel erläutert, da für diesen Durchstrahlungswinkel keine Rotation zwischen dem Koordinatensystem 30 des Objekts und dem Ansteuerkoordinatensystem 31 (Fig. 1) besteht. Der Startpunkt 15 für den Durchstrahlungswinkel von 0° hat eine y-Koordinate von ca. 0.07. Falls das Parameterintervall des Objektbewegungssystems in y-Richtung nur bis 0.05 reichen sollte, so kann der zugehörige Quellpunkt 13 ausgehend vom Startpunkt 15 soweit entlang der oberen Begrenzungsgeraden 16-1 in negative x-Richtung des Koordinatensystems 30 des Objektes 10 verschoben werden, bis ein hieraus resultierender Quellpunkt 13-2 innerhalb des Parameterbereichs des Objektbewegungssystems liegt und beispielsweise eine y-Koordinate von 0,05 aufweist. Bei einem Durchstrahlungswinkel von 90°, das heißt, wenn das Koordinatensystem 30 des Objekts 10 und das Ansteuerkoordinatensystem zueinander um 90° gedreht sind, müsste der dortige Startpunkt 15 entsprechend entlang der x-Achse verschoben werden, bis die x-Koordinate im Koordinatensystem 30 des Objekts 11 wieder durch die y-Achse des Objektbewegungssystems erreichbar ist, es müsste also eine Verschiebung des Startpunkts 15 (Durchstrahlungswinkel 90°) in negative x-Richtung des Koordinatensystems 30 des Objekts 10 entlang der Begrenzungsgeraden 16-1 erfolgen, bis die x-Koordinate im Koordinatensystem 30 des Objekts im Parameterbereich des Objektbewegungssystem liegt, das heißt bis zu deren y-Ansteuerkoordinate 0.05.

Zum Einhalten der Bedingung c) wird der resultierende Quellpunkt 13-2 in entgegengesetzte Richtung zur Durchstrahlungsrichtung solange verschoben, bis der vorgegebene Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle 2 und dem Objekt 10 eingehalten wird (nicht gezeigt). Dies erfolgt unter Einhaltung der Bedingung b).

Es ist beim Bestimmen der Quellpunkte 13 der Quelltrajektorie stets vorgesehen, dass nach Abschluss des Bestimmens alle drei Bedingungen a), b) und c) eingehalten werden. Ferner wird angemerkt, dass die Ausrichtung des Röntgenstrahlfächers 14 für einen Durchstrahlungswinkel auch nach Verschieben des zugehörigen Quellpunktes 13 die gleiche bleibt.

In der Fig. 3 ist eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Ausführungsform des Verfahrens an einem konkreten Objekt 10 gezeigt. Die Fig. 3 zeigt das Objekt 10 mit einer Interessensregion 11 sowie einer gemäß dem Verfahren bestimmten Quelltrajektorie 20 in einem Koordinatensystem 30 des Objekts. Nachfolgend werden die einzelnen Maßnahmen zum Bestimmen der gezeigten Quelltrajektorie 20 näher erläutert.

Es kann hierbei vorgesehen sein, dass vor dem Bestimmen der Quelltrajektorie 20 eine Übersichtscomputertomographie 40 des Objekts 10 mittels des Computertomographen erzeugt wird, wobei ausgehend von der Übersichtscomputertomographie 40 eine Objektaußenkontur 41 im Koordinatensystem 30 des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts 11 und gegebenenfalls des Objekthalters 17 bestimmt und beim Überprüfen von Bedingung c) berücksichtigt wird. Es kann alternativ oder zusätzlich hierbei auch vorgesehen sein, dass CAD-Daten des Objekts 10 und gegebenenfalls eines Objekthalters 17 empfangen werden, wobei vor dem Bestimmen der Quelltrajektorie 20 ausgehend von den empfangenen CAD-Daten und einer vorgegebenen Anordnung des Objekts 10 und gegebenenfalls des Objekthalters 17 auf dem Drehtisch eine Objektaußenkontur 41 im Koordinatensystem 30 des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts 10 und gegebenenfalls des Objekthalters 17 bestimmt und beim Überprüfen von Bedingung c) berücksichtigt wird.

Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine zweidimensionale Objektaußenkontur 42 des Objekts 10 und gegebenenfalls eines Objekthalters 17 bestimmt wird, deren Ebene senkrecht zu einer Drehachse des Drehtisches steht, wobei die bestimmte zweidimensionale Objektaußenkontur 42 und eine entsprechende zweidimensionale Quellenaußenkontur der Röntgenquelle zum Überprüfen der Bedingung c) verwendet werden. Die Quellenaußenkontur wird beispielsweise einmalig bestimmt oder vermessen und in der Steuereinrichtung hinterlegt.

Alternativ kann hierzu vorgesehen sein, dass eine dreidimensionale Objektaußenkontur des Objekts 10 und gegebenenfalls eines Objekthalters bestimmt wird, wobei die bestimmte dreidimensionale Objektaußenkontur und eine dreidimensionale Quellenaußenkontur der Röntgenquelle zum Überprüfen der Bedingung c) verwendet werden.

In der Fig. 4 ist ein Ausschnitt aus der Fig. 3 gezeigt. Dargestellt in dem Ausschnitt ist nur die Interessensregion 11 im Koordinatensystem 30 des Objekts. Weiter zeigt die Fig. 4 eine Trajektorie 21 aus Startpunkten, die jeweils für den gesamten Bereich an Durchstrahlungswinkeln (0° bis 360°) in der voranstehend beschriebenen Weise (vgl. Fig. 2) bestimmt wurden. Insbesondere wurden die Startpunkte derart gewählt, dass die Interessensregion 11 (d.h. darin enthaltene Objektpunkte) mit maximaler Vergrößerung auf den Röntgendetektor abgebildet wird.

Die Fig. 5 zeigt eine hieraus resultierende Trajektorie 21 im Koordinatensystem 30 (Fig. 4) des Objektes, wobei hierzu die x-Koordinate und die y-Koordinate jeweils in Abhängigkeit eines Durchstrahlungswinkels 25 mit der Einheit Grad (°) dargestellt ist. Sämtliche Startpunkte bzw. Quellpunkte der Trajektorie 21 liegen jedoch innerhalb des Objektes 10 (vgl. Fig. 3) und können daher nicht als Quellpunkte, an denen die Röntgenquelle angeordnet wird, verwendet werden. Zudem gibt es Quellpunkte auf der Trajektorie 21, die nicht im Parameterbereich des Objektbewegungssystems liegen und daher nicht mit diesem angefahren werden können.

In einer ersten Maßnahme ist daher vorgesehen, dass, wie voranstehend mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben, Quellpunkte im Koordinatensystem 30 des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts 10 jeweils ausgehend von einem jeweiligen Startpunkt mit maximaler Vergrößerung der Objektpunkte der Interessensregion 11 solange entlang einer Begrenzungsgeraden, die durch einen von dem jeweiligen Startpunkt ausgehenden Röntgenstrahlfächer mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel definiert ist, verschoben werden, bis die Bedingung b) erfüllt ist. Das Ergebnis dieser Maßnahme ist beispielhaft in der Fig. 6 gezeigt, in der neben der Trajektorie 21 eine Trajektorie 22 dargestellt ist, die die Bedingung b) erfüllt. In weiten Bereichen des Durchstrahlungswinkels 25 verlaufen die Trajektorien 21, 22 gleich, jedoch in einem Bereich um 280° gibt es deutliche Abweichungen, die einer Begrenzung des Parameterbereichs des Objektbewegungssystems geschuldet sind.

In einer weiteren Maßnahme ist ferner vorgesehen, dass die Quellpunkte auf der Trajektorie 22 unter weiterer Einhaltung der Bedingung b) derart verschoben werden, dass ein vorgegebener Mindestabstand 50 (Fig. 3) zwischen der Röntgenquelle (d.h. insbesondere einer Außenkontur der Röntgenquelle) und dem Objekt zur Vermeidung einer Kollision eingehalten wird (Bedingung c)). Der vorgegebene Mindestabstand 50 wird beispielsweise durch einen Nutzer vorgegeben. In der Fig. 3 beträgt dieser beispielsweise etwa 10 mm und gibt insbesondere mindestens eine Ausdehnung der physikalischen Röntgenquelle 2 in Richtung des Röntgendetektors (nicht in Fig. 3 gezeigt) wieder, um die diese über den Brennfleck 2-1 hinausragt. Das Objekt und ein gegebenenfalls vorhandener Objekthalter 17 werden hierbei insbesondere durch eine Objektaußenkontur 41 beschrieben (vgl. Fig. 3). Insbesondere werden die Quellpunkte zum Einhalten des vorgegebenen Mindestabstands 50 im Koordinatensystem 30 (Fig. 3) des Objektes 10 in entgegengesetzter Richtung der Durchstrahlungsrichtung verschoben, bis der vorgegebene Mindestabstand 50 eingehalten ist. Hierdurch entsteht die Trajektorie 23 (Fig. 7), welche der Quelltrajektorie 20 (Fig. 3) entspricht. Nach dem Bestimmen der Quelltrajektorie 20 ist insbesondere vorgesehen, dass die bestimmte Quelltrajektorie 20 vor dem Ansteuern in Ansteuerkoordinaten 32 der Objektbewegungseinrichtung 5 (Fig. 1) (alternativ oder zusätzlich auch für eine Quelle- Detektorbewegungseinrichtung) transformiert wird. Dies ist schematisch in der Fig. 8 dargestellt. Insbesondere wird bei der Transformation berücksichtigt, dass das Koordinatensystem 30 des Objektes sich in der Regel, so auch im gezeigten Beispiel, relativ zu einer Objektbewegungseinrichtung mit dem Durchstrahlungswinkel 25 dreht. Insbesondere können die Ansteuerkoordinaten 32 dem Objektbewegungssystem nach der Transformation direkt zugeführt werden. Im gezeigten Beispiel ist wieder die Begrenzung der y-Achse der Ansteuerkoordinaten 32 im Bereich zwischen 240° und 325° zu erkennen.

Die derart bestimmte Quelltrajektorie 20 erfüllt alle Bedingungen a), b) und c) und erlaubt es insbesondere, die Interessensregion mit maximal möglicher Vergrößerung zu erfassen und zu rekonstruieren.

In der Fig. 9 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Computertomographen beim Vermessen einer Interessensregion eines Objekts gezeigt.

In einer Maßnahme 100 werden das Objekt beschreibende Objektdaten und die Interessensregion beschreibende Daten empfangen. Die Daten umfassen insbesondere Koordinaten in einem Koordinatensystem des auf einem Drehtisch angeordneten Objekts.

In einer Maßnahme 101 wird für die Interessensregion eine Quelltrajektorie einer Röntgenquelle in einem Koordinatensystem des auf einem Drehtisch angeordneten Objekts mittels einer Steuereinrichtung des Computertomographen bestimmt. Hierzu wird für vorgegebene Durchstrahlungswinkel jeweils ein Quellpunkt auf der Quelltrajektorie derart im Koordinatensystem des Objekts gewählt, dass die folgenden Bedingungen erfüllt sind: a) alle Objektpunkte der Interessensregion werden mit maximal möglicher Vergrößerung auf eine Detektorfläche eines Röntgendetektors abgebildet, b) eine Anordnung des Brennflecks am Quellpunkt lässt sich mit einem Parameterbereich einer Objektbewegungseinrichtung und/oder einer Quelle- Detektorbewegungseinrichtung des Computertomographen realisieren, und c) ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle und dem Objekt oder zwischen der Röntgenquelle und einem Objekthalter wird eingehalten.

Hierzu werden in einer Maßnahme 101a zuerst für jede Durchstrahlungsrichtung Quellpunkte derart gewählt, dass Objektpunkte der Interessensregion jeweils mit einer maximalen Vergrößerung auf den Röntgendetektor abgebildet werden. Das Vorgehen ist weiter oben mit Bezug auf die Fig. 2 näher beschrieben. Die derart bestimmten Quellpunkte dienen als Startpunkte für nachfolgende Maßnahmen.

In einer Maßnahme 101b werden Quellpunkte im Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts jeweils ausgehend von einem jeweiligen Startpunkt mit maximaler Vergrößerung der Objektpunkte der Interessensregion solange entlang einer Begrenzungsgeraden, die durch einen von dem jeweiligen Startpunkt ausgehenden Röntgenstrahlfächer mit einem Röntgenstrahlöffnungswinkel definiert ist, verschoben, bis die Bedingung b) erfüllt ist. Das Vorgehen ist weiter oben mit Bezug auf die Figuren 2 und 6 beschrieben.

In einer Maßnahme 101c werden die in Maßnahme 101b erhaltenen Quellpunkte in entgegengesetzter Richtung zur Durchstrahlungsrichtung verschoben, bis ein vorgegebener Mindestabstand zwischen der Röntgenquelle und dem Objekt eingehalten wird. Dies erfolgt unter Beachtung der Bedingung b), sodass nach Durchführen der Maßnahme 101c für alle Quellpunkte die Bedingungen b) und c) erfüllt sind. Die Bedingung a) ist ebenfalls erfüllt, da die jeweils maximal mögliche Vergrößerung für jeden Durchstrahlungswinkel erzielt wird.

In einer Maßnahme 102 wird die bestimmte Quelltrajektorie durch Ansteuern der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung abgefahren, während an den jeweils zugehörigen vorgegebenen Durchstrahlungswinkeln Durchstrahlungsbilder der Interessensregion erfasst werden. Aus den Durchstrahlungsbildern wird dann ein Objektvolumen des Objektes in an sich bekannter Weise rekonstruiert, beispielsweise mittels gefilterter Rückprojektion (Feldkamp- Verfahren), mittels gefilterter Rückprojektion mit tiefenabhängigem Filter oder mittels iterativer Rückprojektion.

Es ist in Maßnahme 102 insbesondere vorgesehen, dass die bestimmte Quelltrajektorie vor dem Ansteuern in Ansteuerkoordinaten der Objektbewegungseinrichtung und/oder der Quelle-Detektorbewegungseinrichtung transformiert wird.

Es kann in Maßnahme 101c vorgesehen sein, dass CAD-Daten des Objekts empfangen werden, wobei vor dem Bestimmen der Quelltrajektorie ausgehend von den empfangenen CAD-Daten und einer vorgegebenen Anordnung des Objekts auf dem Drehtisch eine Objektaußenkontur im Koordinatensystem des auf dem Drehtisch angeordneten Objekts bestimmt und beim Überprüfen von Bedingung c) berücksichtigt wird.

Es kann in Maßnahme 101c vorgesehen sein, dass eine zweidimensionale Objektaußenkontur des Objekts bestimmt wird, deren Ebene senkrecht zu einer Drehachse des Drehtisches steht, wobei die bestimmte zweidimensionale Objektaußenkontur und eine entsprechende zweidimensionale Quellenaußenkontur der Röntgenquelle zum Überprüfen der Bedingung c) verwendet werden. Die zweidimensionale Objektaußenkontur kann beispielsweise aus einer Übersichtscomputertomographie bestimmt werden.

Es kann alternativ in Maßnahme 101c vorgesehen sein, dass eine dreidimensionale Objektaußenkontur des Objekts bestimmt wird, wobei die bestimmte dreidimensionale Objektaußenkontur und eine dreidimensionale Quellenaußenkontur der Röntgenquelle zum Überprüfen der Bedingung c) verwendet werden. Die dreidimensionale Objektaußenkontur kann beispielsweise aus einer Übersichtscomputertomographie bestimmt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Interessensregionen des Objekts vermessen werden, wobei für jede Interessensregion eine Quelltrajektorie bestimmt wird.

Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass mindestens ein erfasstes Durchstrahlungsbild, das für eine Aufnahmegeometrie von einer Interessensregion erfasst wurde, als Durchstrahlungsbild für eine andere Interessensregion für eine zumindest ähnliche Aufnahmegeometrie verwendet wird. Es kann vorgesehen sein, dass eine Röntgenleistung der Röntgenquelle und/oder eine Belichtungszeit des Röntgendetektors in Abhängigkeit der Quellpunkte auf der Quelltrajektorie und/oder eines Abstands zwischen der Röntgenquelle und dem Objekt verändert wird.

Bezugszeichenliste

1 Computertomograph

2 Röntgenquelle

2-1 Brennfleck

3 Röntgendetektor

4 Drehtisch

5 Objektbewegungseinrichtung

6 Steuereinrichtung 7 Drehachse 10 Objekt 11 Interessensregion 12 Objektpunkt

13 Quellpunkt 13-2 resultierender Quellpunkt

14 Röntgenstrahlfächer

15 Startpunkt 16-1 Begrenzungsgerade 16-2 Begrenzungsgerade 17 Objekthalter 20 Quelltrajektorie 21 T rajektorie 22 T rajektorie 23 T rajektorie 25 Durchstrahlungswinkel

30 Koordinatensystem (Objekt)

31 Ansteuerkoordinatensystem

32 Ansteuerkoordinaten

40 Übersichtscomputertomographie

41 Objektaußenkontur

42 zweidimensionale Objektaußenkontur 50 vorgegebener Mindestabstand

100-102 Maßnahmen des Verfahrens