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7-工业CT技术简介


工业CT技术简介
周正干
2013/11/6

主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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1. CT技术的诞生
? 射线透视手段的不足
射线源

缺陷1 缺陷2

成像面

射线透视技术可以使人们了 解物体内部的大部分信息。但 由于透视技术提供的只是二维 图像,该图像等同于将物体内 部信息沿射线透照方向叠加而 成的图像。如图所示,工件内 部存在两个缺陷,在透视图像 上,这两个缺陷的投影就会叠 加在一起,无法区分出他们的 空间位置。所以可以这样粗略 认为,透视图像只回答了物体 内部缺陷的有无问题,即Yes or No,但没有给出Where? Or How?的答案。

4

1. CT技术的诞生
? 解决办法—Computed Tomography

5

1. CT技术的诞生
CT—计算机断层扫描:利用物体在不同视角下的投影信息, 结合图像重建算法,得到物体内部质量状态与结构信息。实现对 缺陷的空间定位与结构信息的逆求。

Hounsfield和Cormack因发明CT获 得1979年诺贝尔医学和生理学奖。 6

1. CT技术的诞生
工业CT 是80 年代发展起来的先进无损检测技 术, 由于工业CT 的检测特点不受试件材料种类、形

状结构等因素的限制, 其成像直观、分辨率高, 尤其
在检查复杂的构件方面显示了特有的优势。因此, 在

航天、航空、兵器、电子、汽车制造、材料研究、
海关、考古等领域得到广泛应用。检测对象从几毫 米小的陶瓷零件到直径数米、重达几十吨的大型航 天产品。
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主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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2. 工业CT技术的发展

线阵探测器 被检物体

第四代

第三代

第二代

第一代

9

2. 工业CT技术的发展
? 第一代工业CT(平移+旋转 扫描方式) 由一只X 射线管和1 个晶 体探测器组成。由于X 射 线束被准直器准直为铅笔 芯粗细的笔形线束,故又 称笔形束工业CT。X射线 管与探测器连为一体,X 射线管产生的笔形束穿过 试样照射到与其相对的探 测器上,二者先做同步直 线平移扫描运动,然后工 件旋转一个角度。 10

2. 工业CT技术的发展
? 第一代工业CT(平移+旋转扫描方式)

缺点:
X射线利用率很低;扫 描时间长,检查一个层 面需用3~5min。因扫描 速度慢,且采集的数据

少,故重建的图像质量
较差。
11

2. 工业CT技术的发展
?第二代工业CT(扇束平移+旋 转扫描方式) 与第一代工业CT 没有 质的区别,它是在第一 代工业CT 的基础上, 由单一笔形束改为扇形 线束,探测器由单个探 元改为多探元的线阵列 探测器。由于X 射线束 5°~ 20°的小扇形束, 所以又称小扇束工业 CT。每次平移扫描后 的旋转角由1°提高到 一个扇束角,这样旋转 180°时,扫描时间缩 12 短到60~120s。

2. 工业CT技术的发展
?第二代工业CT(扇束平移+旋转扫描方式)

比第一代工业CT 各项指标均有提 高。它们的主要 缺点是扫描过程 对机械运动的精 度要求苛刻 。
13

2. 工业CT技术的发展
?第三代工业CT(旋转扫描方式) 第三代工业CT的扇形角较 宽(30°~ 45°),可包含整 个试件扫描层面,所以又称为

广角扇束工业CT,探测单元增 加到300 ~ 4000个,逐个依次 无空隙地排列。扫描时,试件 无需再做直线平移运动,仅做 连续旋转运动即可。因此,大 大缩短了扫描时间。第三代工 业CT的优点是:结构较简单, 使用操作方便,可获得较理想 的工业CT图像。 14

2. 工业CT技术的发展
?第四代工业CT(锥束扫描方式) 使用面阵探测器代替 线阵探测器,使用锥束扫 描代替扇束扫描。同二维 的扇束、平行束相比,三 维锥束CT的射线利用率 更高,需要的扫描时间更 短;与二维扇束CT 相比, 锥束体积CT具有同时扫 描数百个乃至上千个断层 的能力,并能获得各向 (X和Y方向)均匀、高 精度的空间分辨率。 15

2. 工业CT技术的发展
?螺旋CT
目前该技术主要用于医疗领域,

其扫描方式就是射线源与探测器同
步旋转,被检对象沿轴向平移运动,

这样合成扫描轨迹就相当于被检对
象静止,探测器和射线源沿螺旋轨 迹运动。该扫描方式可以大大减少 病人承受的辐射剂量,也保证了基 于完备投影数据的精确重建。
16

主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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3. 工业CT扫描系统的组成及功能
? CT系统由射线源、扫描机架、数据采集系统、计算机控

制部分、操作台、显示与记录系统等组成。 ? 可选的有滤波装置、准直器等。

18

3. 工业CT扫描系统的组成及功能
? 射线源:包括X 射线管、水冷系统、高压发生系统

等。
? 数据采集系统:包括探测器、数据采集卡等。 ? 滤波装置:X 射线是具有不同波长的连续光谱,而

CT 扫描要求X射线束为能量均匀的硬射线,因此, 从球管发出的X射线必须进行过滤。滤波装置的功

能:第一,吸收软射线;第二,使射线束变为能量
分布均匀的硬射线。
19

3. 工业CT扫描系统的组成及功能
? 准直器:在X射线管保护套里有阳极靶面,X 射线

束从窗口射出,CT 扫描仅需要非常小的扇形放射源 ,它必须能够调节Z 轴方向厚度,以得到不同的扫 描层厚,并抑制散射线,提高图像质量。
? CT 机一般有两套准直器,一套在X 线球管侧称前准

直器,控制放射源;另一套在探测器一侧,称后准 直器。

20

3. 工业CT扫描系统的组成及功能
? 计算机系统 CT 设备的计算机系统为主计算机和阵列计算机两部 分组成。主计算机是中央处理系统,它与系统其它部分

通过I/O 接口相连,从而控制CT设备整个系统的正常
工作。其主要功能有: ? 扫描监控,存储扫描所输入的数据; ? CT 值的校正和输人数据的扩展,即进行插值处理; ? 图像的重建控制及图像后处理;

? CT 自身故障诊断。
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主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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4. CT成像基本理论
CT 系统的核心任务,是完成物体横截面射线衰减 系数二维分布函数的一次Radon 正、逆变换。Radon

正变换是为了得到某一函数的投影,Radon 逆变换则
是利用投影再现该函数,X 射线工业CT正是基于此原

理。它将被检试件介质射线衰减系数分布作为待再现
的函数,以X 射线源、探测器及旋转检台等装置组成 的物理系统扫描被检试件实现Radon 正变换,以计算 机数字系统利用一定的重建算法实现Radon 逆变换。
23

4.1 CT算法的基本原理
?雷当正变换:

l p(s, ? ) ? ? f ( x, y)dl ? ? f? (r ,? )dl ? ? f? ( s 2 ? l 2 , ? ? arctg )dl L L s ??

?

p(s, ?1 )

y

O

?1 ?2

x

p ( s, ? 2 )

24

4.1 CT算法的基本原理
?Radon正变换物理实现

I ? I 0e ?

? ? ( x , y ) dL

p ? ? ? ( x, y)dL ? ? ln( I / I 0 )
25

4.1 CT算法的基本原理
?雷当逆变换:
? (r , ? ) ? f 1 ?p dsd?? 2 ? ? 2? 0 ?? r cos(? ? ? ) ? s ?s 1
? ?

Radon 逆变换的实现过程即是由投影重建断层图 像的过程,它完全由计算机实现,Radon 逆变换的实 现方法也被称为图像重建算法。图像重建算法有很多, 包括迭代算法、傅立叶变换法等。考虑重建时间和重

建质量两个CT 系统性能指标,目前工业CT 中应用最
广的重建算法为针对二维扇束扫描的滤波反投影FBP

算法和针对三维锥束扫描的FDK 算法。
26

4.1 CT算法的基本原理
?中心切片定理:

F (?1 , ?2 )

p? ( xr )

xr
y

一 维 傅









O

?2
?
?

yr
?

xr
二维傅立叶变换
?
O O

?1

x
频域

空域

27

4.2 CT图像重建算法
?重建算法1—直接傅立叶变换法
由中心切片定理,从投影重建图像可按如下流程求得:采 集不同视角下的投影;求出投影的一维傅立叶变换;将上述一 维傅立叶变换汇集成图像的二维傅立叶变换;求二维傅立叶逆 变换得图像。
F (?1 , ?2 )
p? ( xr )

xr
y





傅 立



变 换

O

?2
?
?

yr
?

xr
二维傅立叶变换
?
O O

?1

x
频域

空域

28

4.2 CT图像重建算法
?重建算法2—滤波反投影法
反投影:

p1 A

A

p2 A

p3 A
piA

29

4.2 CT图像重建算法

p1 A

A

p2 A

p3 A
piA

若物体仅有A一点,那么根据反投影理论,A点的值等于将A在 各处的投影值沿射线方向“投影”回去,那么在A点周围必然出 现星状尾迹,如何消除星状尾迹,去伪存真?—滤波反投影。
30

4.2 CT图像重建算法

直接反投影重建结果

31

4.2 CT图像重建算法
a(r,? ) ? a( x, y) ? F2?1[ A(?1 , ?2 )]
? 1 4?
?
0

^

2

? ?
?

?

?

?? ??

A(?1 , ?2 )e i (?1x ??2 y ) d?1d?2

??

?

? ^

??

A( ? , ? )e i 2??r cos(? ?? ) | ? | d?d?
??

? ? d? ? | ? | P( ? , ? )e i 2??r cos(? ?? ) d?
0

?

滤波器:

H (? ) ? ?

?

?

??

| H ( ? ) |2 d? ? ? | ? |2 d? ? ?
??

?

32

4.2 CT图像重建算法
R_L滤波器: S_L滤波器:

H R ? L ( R) ? R W ( R) ? R rect ( R / 2 B)
H R ? L ( R) ? R W ( R) ? R rect ( R / 2 B)
H B ? R ( R) ? R 1? ( )
R 2 B

其他滤波器:

rect( R / 2B)

33

4.2 CT图像重建算法

R-L

S-L 不同滤波器滤波后的重建结果

B-R

34

4.2 CT图像重建算法
合成原始正弦图

沿行方向进行一 维滤波

反投影重建
35

4.2 CT图像重建算法
何谓正弦图?
对于2D-CT而言,射线束为一扇形束,探测器为线阵探测器。 在投影数据采集过程中,物体每转过一个固定角度,探测器 采集到一行数据;物体旋转一周中探测器采集到的所有行数 据依次排列起来,就构成一个二维矩阵,这个矩阵就称为正 弦图。通俗地讲,如图(b)所示,被扫描断层上的一个点P,其 在探测器上的投影为P’,在P点转动的过程中,其在探测器上 的投影P’的位置就在X轴上左右移动,相当于在X轴上的左右 简谐振动,如果将该简谐振动轨迹沿Y轴展开,振动的轨迹 就是个正弦图。
36

4.2 CT图像重建算法
线阵探测器 被检物体

s
(a)

射线源

被扫描断层

P

(b)

P’
线阵列探测器

X

?

实际系统采集到的正弦图

Y

37

4.2 CT图像重建算法
?平行束滤波反投影算法
? 精确重建; ? 射线束为平行射线束,因此物体只需旋 转180度; ? 重建算法简单,但是实际中很难得到平 行射线束。
y
射 束

平行束射线源
线 源

旋转

p( xr , ? )

行 平

束 射

平 行

yr xr

源 线

平行束射线源

探测器

?
探 测 器

o

x

测 探 器

探测器

38

4.2 CT图像重建算法
射 线

?等距扇束滤波反投影算法

扇束射线源


旋转

束 扇 线 射

扇 束



扇束射线源

? 精确重建; ? 射线束为扇形束,因此物体需旋转180度+扇束角度,工程实现中一般旋转 360度; ? 重建算法简单。
探测器

p f ( x r , ? ) ? p( x r , ? ) ?

D D2 ? s2

pe ( xr , ? ) ? p f ( xr , ? ) ? ?h( xr )

a( r , ? ) ? ?

2?

0

1 pe ( xr , ? ) | x ? x' d? r U2

对正弦图进 行加权

对正弦图进 行滤波

反投影 计算 39

探 测



探测器

测 探 器

4.2 CT图像重建算法
?数据重排算法
? 精确重建; ? 射线束为扇形束,因此物体需旋 转180度+扇束角度,工程实现中一

般旋转360度;
? 重建算法简单。
扇束投影数据重排为平行束投影数据

数据重排

对正弦图进 行滤波

反投影 计算
40

4.2 CT图像重建算法
?大视场重建算法
当被扫描断层的尺寸太大,其投影超出探测器时(如图(a)所 示),就不能用标准的扇束CT重建算法获得重建图像。一种常

用的解决方法就是将物体旋转中心偏移中心射束一定距离,使 得物体一部分处于射线场的辐射中,另一部分处于辐射场之外, 如图(b)所示。当采集到物体旋转一周的不完整正弦图后,对不 完整的正弦图进行几何变换和插值处理,得到一完整的正弦图, 该正弦图相当于平行束射线照射下的投影数据,相当于将原始 不完整正弦图重排为平行束射线下的完整正弦图,然后利用平 行束射线下的滤波反投影算法进行重建,步骤如图(c)所示。
41

4.2 CT图像重建算法
射线源焦点

1
中心射束

y

2
扇束射线

y

3

o
旋转中心点

x
线阵列探测器

o
旋转中心点

5

4
被扫描断层

s0

(a) 扇束2D-CT扫描原理图

(b) 扇束重排为平行束2D-CT扫描原理图

(a)

(b) 42

4.2 CT图像重建算法
数据重排
镜像、拼接 滤波 反投影计算

43

4.2 CT图像重建算法
锥束滤波反投影算法—FDK算法 ? 非精确重建; ? 射线束为锥形束,工程实现 中一般是射线源与探测器保持 不动,物体绕固定轴旋转360
z t'
s1 O' Q'

度,探测器采集物体在不同视 角下的二维投影序列,然后利 用重建算法得到被扫描区域的 所有断层图像。 ? 重建算法简单,易于实现, 是目前工程应用中的主流算法。

? ( s, t , z )

t
z1

s'

Q
r

y
O

?

s x

Q" D

射线源 S o

44

4.2 CT图像重建算法
大面阵 探测器 锥束射线

射线源

三维 扫描区

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主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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5. CT像质的主要指标
? CT技术的主要技术指标 —空间分辨率

式中:d 为探元尺寸;a 为焦点尺寸; M = L / q ,即成像放大比。

47

5. CT像质的主要指标

48

5. CT像质的主要指标
2400 2325 2250 2175 2100

2lp/mm

2025 1950 1875

1800

2.5lp/mm

1.5lp/mm

442.5

450

457.5

465 pixel

2Lp/mm分辨率图像及其灰度曲线
B

3lp/mm 1lp/mm

2480 2400 2320 2240 2160 2080 2000

1920
1840

1760
1680 136 144 152 160 168 pixel

49

5. CT像质的主要指标
? CT技术的主要技术指标 —密度分辨率
密度分辨率与对比度:密度分辨率为CT像质的一个重要指

标。CT图像对比度反映的是物质线性衰减系数的变化,因为
CT重建的是物质的线性衰减系数。当被检测物质为单质时,由 CT重建值可反求出物质的密度,此时密度等于物质线性衰减系

数除以质量衰减系数。但对于混合物(如盐水),CT重建值等
于混合物内不同比例成分线性衰减系数的加权和,即平均线性 衰减系数,CT重建值就不能直接反映物质的密度,两种密度不 一样的混合物,其平均线性衰减系数也可能相等。
50

5. CT像质的主要指标
? CT技术的主要技术指标 —密度分辨率

但在实际的应用中,人们还是习惯用图像对比度来 描述密度分辨率,即认为图像上可分辨的极限对比度 所对应的实际密度变化为系统的密度分辨率,这与上

面的推导虽不矛盾,但不存在量值上的对等关系。

51

5. CT像质的主要指标
B

1.005g/cm3 盐水

1.00g/cm3 水

3480 3440 3400 3360 3320
1.005g/cm3盐水 1.000g/cm3水 背景

孔径φ15

3280 3240
3200 3160 3120 0 80 160 240 320pixel

圆孔内分别为1.000g/cm3 水和 1.005g/cm3盐水的CT图像

对比度分辨率优于5%0(φ25 的 水柱可达3%0)

52

5. CT像质的主要指标
?CT技术的主要技术指标 —调制传递函数(MTF)

53

5. CT像质的主要指标
? MTF曲线求取流程

54

5. CT像质的主要指标
MTF: modulation transfer function,调制传递函数,反映成像系 统综合性能的指标,横坐标为空间分辨率,纵坐标为调制度, 也可以认为是对比度。 求取流程: Step1, 先对一密度均匀的圆盘进行CT扫描,获得该圆盘的CT图 像; Step2,提取圆盘半径方向上的若干个灰度曲线,一般是在360 度范围内等间隔提取不同位置的径向灰度曲线,然后将提取到 的径向灰度曲线取平均,得到一个一维曲线,该曲线称为边缘 响应函数(ERF:Edge Response Function)。见图(b) Step3, 对ERP曲线求差分,得到的函数称为点扩展函数 (PSF:Point Spread Function),见图(c) Step4, 对点扩展函数做傅里叶变换,就得到MTF曲线。
55

5. CT像质的主要指标
? CT图像的主要伪影 —杯状伪影(Cup artifact) 重建伪影指CT图像中与被检对象的物理参数分 布没有对应关系的部分,一般来自于被检测物体和 CT扫描装置两个方面。它严重影响着CT图像的质量, 对图像判读和质量评定产生很大的干扰,甚至造成误

判。一套好的校正方法直接影响着CT系统的水平。

56

5. CT像质的主要指标
杯状伪影产生机理:由于多色射线(连续能谱) 穿过物体时,能量低的光子先衰减,使得穿过物体的 射线光子中丰富的高能成分,使得射线“变硬”。由 于多色射线的原因,导致密度均匀的断层的CT重建图 像出现中间黑,边缘亮的伪像,称为“杯状伪影”。

(a) 原始CT图像

(b)硬化校正后的CT图像

57

5. CT像质的主要指标

原始正弦图及重建图像

射束硬化后正弦图及重建图像

58

5. CT像质的主要指标
?基于重投影技术的线性化校正法
多色投影PP 重建

原始CT图像

二值化

0-1图像

(a) 多色投影

(b) 原始CT图像

重投影

贯穿长度t

拟合校正

单色投影Pm

重建

(d) 重投影(贯穿长度)

(c) 0-1图像
校正CT图像

59

5. CT像质的主要指标

(e) 单色投影

(f) 校正图像

60

5. CT像质的主要指标
?CT图像的主要伪影 —环状伪影(ring artifact) 环状伪影产生机理:由于探测器探元的响应不一 致性(即灵敏度不一致性)造成。

校正前

校正后

61

5. CT像质的主要指标
?基于响应不一致性抑制的预处理校正法
正弦图

p(m, n)

p ( n) ?

1 M

? p ( m, n )
m ?1

M

p(n)

低通滤波

p(n)低频 pL (n)

pH (n) ? p(n) ? pL (n)
p (n)高频 pH ( n )

(a) 原始正弦图

(b) 叠加平均数据滤波前后对比

p(mn , ) ? p(mn , ) ? pH (n)
校正正弦图

p(m, n)

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5. CT像质的主要指标

(c) 处理后正弦图

(d) 正弦图处理前后的第一行数据对比

(e) 原始CT图像

(f) 环状伪影校正后的CT图像

63

5. CT像质的主要指标
? CT图像的主要伪影 ——条状伪影(metal artifact)
条状伪影产生机理:由于被扫描断层内存在密度远大于背 景物质密度的物质,在射束硬化和散射的共同作用下,使重建 图像出现了条状的伪影。

校正前后的图像对比

64

5. CT像质的主要指标
?校正方法
原始正弦图 重 建

原始CT图像

图像分割

Step1

? h ( x, y )

重投影 Step2

Sh ( ? , t )
Step6 剔除高密度数据,线性插值 Step3

S "( ? , t )
Step4





? l ( x, y ) ? l ( x, y ) ? ? h ( x, y )
Step5

校正图像

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主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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6. 非常规CT技术之一
?非常规CT技术之一—Laminography 随着微电子技术、集成工艺的迅速发展,一些高密 度大规模集成电路(IC-Integrate Circuit)、多层印 刷电路板(MPCB-Multilayer Printing Circuit Board)、球栅阵列(BGA-Ball Grid Array)等被大 量地用于高性能的电子产品中。苛刻的可靠性要求和 昂贵的造价,使得这些器件的缺陷、结构形态检测必 须诉诸于一种有效的无损检测手段。另外,对现有 MPCB、IC进行仿制时,需要得到其内部各层布线图, 方能进行结构逆求。
67

6. 非常规CT技术之一

68

6. 非常规CT技术之一
?Sketch of scanning way for MPCB testing——Laminography
扫描轨迹 X-射线源

PCB

扫描台 电 源

面阵列探测器

投影数据流

命令 处理器

图像工作站

69

6. 非常规CT技术之一
?FBP重建算法:
D ? ( x" cos? ? y" sin? ) x" sin ? sin ? ? y" cos? sin ? ? z" cos? ? D D ? (? x" sin ? cos? ? y" cos? cos? ? z" sin ? ) prj _ y ? ? x" sin ? sin ? ? y" cos? sin ? ? z" cos? ? D prj _ x ? ?

? ? 90?
上式等价于FDK重建算法的反投 影地址计算式,可见,FDK算法

为上述算法的一种特例。
70

6. 非常规CT技术之一

Layer A

Layer B

Layer C

Layer C

Layer D

Layer E

71

6. 非常规CT技术之一
检测实例1:

72

6. 非常规CT技术之一
检测实例2:

73

主要内容
I. CT技术的诞生 II. 工业CT技术的发展

III. 工业CT扫描系统的组成及功能
IV. CT成像基本理论 V. CT像质的主要指标 VI. 一种非常规CT技术 VII. CT技术的应用及系统开发
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7.1 工业CT技术应用实例

实物原型 实物原型 二维DR投影 3D-ICT断层重建

疏松

三维CT重建的断层

75

7.1 工业CT技术应用实例

76

7.1 工业CT技术应用实例

77

7.1 工业CT技术应用实例
群孔区域

78

7.1 工业CT技术应用实例

79

7.1 工业CT技术应用实例

80

7.1 工业CT技术应用实例

81

7.2 工业CT技术的拓展应用
? ICT辅助RE技术
研发的 3D-CT重 构软件

开发的3DCAD建模 和再设计 软件

点云数据及 标准格式文 件(ibl,stl)

内外轮廓 坐标数据 提取软件

3D-CT 图像 82

7.2 工业CT技术的拓展应用
重构断层图像

内外形面轮廓数据

83

7.2 工业CT技术的拓展应用

84

7.2 工业CT技术的拓展应用
? 快速成型

实物原型

快速成型样件

85

7.2 工业CT技术的拓展应用
? 离心泵前置叶轮逆求结果:

CT断层序列图像

逆求得到的CAD模型

86

7.2 工业CT技术的拓展应用
? 离心泵涡壳逆求结果:

CT断层序列图像

逆求得到的CAD模型

87

7.2 工业CT技术的拓展应用
?CT辅助RE在畸齿校正中的应用研究
传统畸齿矫正流程图
Step1: 咬模获取PVS材料的齿形阴模 石膏浇注阴模
石膏凝固

Step2:

CT辅助牙齿逆求流程图
Step1: 咬模获取PVS材料的齿形阴模

Step3:

人工对阳模进行修复

Step4:

人工对上下鄂石膏阳模机进行 咬合对齐

Step2:

对阴模进行CT扫描

Step5:

用黑色环氧树脂对咬合对齐的 阳模进行填充封装
树脂凝固

Step3:

三维CT重建、点云数据的数字 清理、CAD文件生成(PLY/STL)

Step6:

对封装模型进行逐层破坏切削

Step4:

上下齿形三维模型

Step7:

CCD拍取不同断面图像
输入计算机

Step5:

虚拟设计与手术模拟

Step8:

图像、图形处理

Step6:

治疗方案与校正器模型

Step9:

上下齿形三维模型

Step10:

虚拟设计与手术模拟

Step11:

治疗方案与校正器模型

88

7.2 工业CT技术的拓展应用
?FlashCT三维扫描系统 ? 射线源:Comet MXR-160/0.4X0.4 ? 探测器:PaxScan2520,像元尺寸, 0.127mm ? 重建速度:5min/GB

89

7.2 工业CT技术的拓展应用

90

7.2 工业CT技术的拓展应用

91

7.2 工业CT技术的拓展应用

92

7.2 工业CT技术的拓展应用

93

7.3 已研制的DR/ICT系统

已研制的DR/ICT系统

94

7.3 已研制的DR/ICT系统
450KV航空发动机涡轮叶片高性能DR检测系统

?成像质量优于胶片照相 B级像质量 ?检测速率:200件/小时

为沈阳黎明航空发动机集团公司开发的 无胶片工业射线检测系统

95

7.3 已研制的DR/ICT系统
450KV DR/3D-ICT集成检测系统

?成像质量高于进口设备:空间分辨率 3Lp/mm,密度分辨率:0.3~0.5% ?具有DR、2D-ICT、3D-ICT三种检测功能 ?可检工件最大直径200mm(标准扫描)400mm(大视场扫描) ?射线能量450KV ?成像面积:200mm×250mm ?350-450万元/套的低成本技术

96

7.3 已研制的DR/ICT系统
225KV DR/ICT检测系统
?X射线源:225kV 微焦点X光机;

?探测器:数字平板探测器;
?成像放大比m:1<m≤100; ?空间分辨率:50LP/mm; ?重建算法:快速FDK。

97

7.3 已研制的DR/ICT系统
225KV 车载式弹药引信DR/ICT检测系统

98

7.3 已研制的DR/ICT系统
160KV DR/ICT检测系统

99

思考题
1. 简述CT技术的发展过程以及各代系统的特点? 2. 简述工业CT扫描系统的组成及各部分的功能? 3. 简述CT系统的主要技术指标及主要伪影的生成原 因 考试时间地点:下周三11月13日晚上6:00, 主M201

100

谢 谢!



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