Realistische Simulation realer Röntgencomputertomografie-Systeme mit basisqualifizierter Simulationssoftware – CTSimU2

Abstract

Das Förderprojekt CTSimU2 baute auf den Ergebnissen des Projektes CTSimU auf. Dieses Vorprojekt erarbeitete ein (Basis-)Qualifizierungsframework für Simulationssoftwares zur Anwendung bei der Röntgen-CT für dimensionelle Messungen. Dabei stand die ausreichende physikalische Korrektheit der Durchstrahlungssimulation im Vordergrund. Für die realitätsnahe Simulation einer CT-Anlage in einer Simulationssoftware (Digitales Modell) ist jedoch nicht nur die Korrektheit der Simulationssoftware selbst, sondern auch die Güte der Parametrisierung des realen CT-Systems in der Simulationssoftware entscheidend – dies stellte den Ausgangspunkt dar. Die Parametrisierung eines CT-Systems in einer Simulationssoftware lässt sich in vier Schritte unterteilen: nach der Datenaufnahme am realen CT-System folgt die Auswertung der aufgenommenen Daten für die Generierung allgemeiner Parameterangaben. Als letztes folgte die Übertragung der Parameter in die spezifischen Simulationssoftwares und die Validierung der resultierenden Simulationsparameter. Die Methodik der Datenaufnahme am CT und die Auswertung der Daten wurde in einem Werkzeugkasten allgemein beschrieben. Der dritte Schritt, die Umsetzung der Parameter, war softwarespezifisch und wurde beispielhaft mit den vorhandenen Simulationssoftwares durchgeführt. Die Validierung der Parameter war standardisierbar und konnte durch den entwickelten Test geleistet werden, auf dessen Basis die ausreichend korrekte Simulation einer realen Anlage beurteilt werden konnte. Endresultat des Projektes war ein Richtlinienentwurf (z. B. VDI/VDE 2630) zu diesem Test, der einen informativen Annex zum Stand der Technik bezüglich der Möglichkeiten zur Parameterbestimmung enthält. Mit einer Simulationssoftware, die die Basisqualifizierung aus CTSimU bestanden hat und einen Parameterdatensatz für ein reales CT-System enthält, der den Test aus CTSimU2 bestanden hat, können realistische Simulationen dieses CT-Systems möglich sein.