Projekt

SimCT Simulation eines industriellen 3D-Computertomographen

Projekt

Okt. 2006 - Okt. 2009
ie Röntgen-Computertomographie (CT) ist eine sehr gut etablierte Methode in der Medizin, die in den letzten Jahren immer mehr in der Materialforschung und Industrie zum Einsatz kommt. CT ist eine zerstörungsfreie Methode, um Bauteile 3-dimensional zu vermessen und um ver-steckte Fehler (Risse, Verunreinigungen, Poren,.) in der Tiefe eines Werkstoffes zu detektieren. Bei einem modernem 3D-CT System mit einem a-Si-Matrixdetektor wird die Qualität der Ergebnisse erheblich von den Messparametern (Röhrenstrom- und Energie, Filter, Position des Messobjektes,.) bestimmt. Diese Einflußgrößen äußern sich in Form von mehr oder weniger stark auftretenden Messartefakten, die das Ergebnis verfälschen können. Bis zu einem gewissen Grad können Artefakte durch Korrekturalgorithmen verringert werden. Diese Korrekturverfahren sind nach wie vor Gegenstand der aktuellen Forschung und sind für 3D-CT-Systeme noch nicht für die Praxis brauchbar.
Ziel dieses Projekts ist es, Grundlagen für eine vollständige Simulation eines industriellen 3D-CTs zu erarbeiten, wenn Geometrie und Material des Messobjektes bekannt sind. Damit können schon vor der CT-Messung die optimalen Messparameter bestimmt und die Artefakt-korrektur kann durchgeführt werden. Die Projektergebnisse führen zu folgenden Vorteilen:
- Besseres Verständnis über das industrielle 3D-CT-System und der Wechselwirkung der Strahlung mit den Einzelkomponenten (insbesondere Werkstück und Detektor)
- Verbesserung der CT-Messergebnisse, Reduktion von Artefakten und Fehlmessungen
- Ausweitung der Anwendungsfelder von 3D-CT, Erhöhung der Messgenauigkeit

Der stark steigende Verkauf von industriellen 3D-CTs als auch die stark steigende Anzahl von österreichischen CT-Anwendern zeigt das große Interesse an CT. Durch die Projektergebnisse werden die Einsatzgebiete von CT erweitert und Kosten durch Reduktion von Fehlmessungen deutlich verringert. Die neue Simulations- und Artefaktkorrektursoftware wird die Genauigkeit von CT-Scans - insbesondere für die dimensionelle Messtechnik - deutlich steigern. Durch die Kooperation eines Weltmarktführers der dimensionellen Messtechnik mit einem österreichischen KMU sowie österreichischen F&E-Einrichtungen wird sowohl ein fachlicher als auch wirtschaftlicher Projekterfolg gewährleistet. Damit kann der Nutzen von CT für die österreichische Wirtschaft maximiert werden. Langfristig sollen die Projektergebnisse in ein herstellerunabhängiges Expertensystem für 3D-CT-Systeme münden.

Forschungsprogramm

FFG Bridge


Das Projekt wird durch das BRIDGE Brückenschlagprogramm der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützt.

2010
C. Heinzl, M. M. Malik, E. Gröller - Comparative Visualization for Parameter Studies of Dataset Series - IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (TVCG), Vol. 16, No. 5, 2010, pp. 829-840 mehr
2009
M. Reiter, M. M. Malik, C. Heinzl, D. Salaberger, E. Gröller, H. Lettenbauer, J. Kastner - Improvement of X-Ray image acquisition using a GPU based 3DCT simulation tool - Proccedings of 8th International Conference for Quality Control by Artificial Vision, Wels, Österreich, 2009 mehr
2009
M. M. Malik, C. Heinzl, E. Gröller - Computation and Visualization of Fabrication Artifacts - Journal of WSCG, Vol. 17, No. 1, 2009, pp. 17-24 mehr
2009
J. Kastner, C. Heinzl - Genauigkeitsoptimierung der Röntgen-Computertomographie für die Geometriebestimmung und Visualisierung der Messunsicherheit - DGZfP-Berichtsband BB 115 - CD, Münster, Deutschland, 2009, pp. 8 mehr
2007
M. Mantler, B. Chyba, M. Reiter - Monte-Carlo simulation of projections in computed tomography - Denver X-Ray Conference 2007, Denver, Vereinigte Staaten von Amerika, 2007, pp. 6 mehr