Bild 3+4 | Statistische Überwachung der Oberflächenqualität (oben) und eines Messwertes (Wandstärke) mit Hilfe der Earth Mover‘s Distance (EMD). Die Einflüsse nach einem Tausch der Röntgenröhre und einer Reparatur des Detektors werden deutlich. Das Beispiel zeigt aber auch: Die statistische Überwachung der Oberflächenqualität ist um einiges sensitiver, so dass Fehler an der CT-Anlage früher sichtbar sind. (Bild: Volume Graphics GmbH)
Statistik ist besser als das Auge
„Unabhängig davon“, fährt Sven Gondrom-Linke fort, „haben wir uns gefragt, ob man ein Qualitätskriterium für Oberflächen auch für Aussagen über den Zustand der CT-Anlage heranziehen könnte.“ Der Bedarf an einer zuverlässigen Methode zur Anlagenüberwachung steht für viele Anwender auf der Wunschliste weit oben, gerade weil die CT immer häufiger inline/atline zum Einsatz kommt, d.h. vollautomatisch in die Produktion eingebunden wird. Außerdem: ein Computertomograph ist ein hochkomplexes Gebilde, das von den unterschiedlichsten Defekten heimgesucht werden kann. Der Totalausfall der Röntgenröhre ist ein vergleichsweise geringes Problem, weil sofort sichtbar. Kritischer sind schleichende Defekte, wie z.B. ein zunehmend an Schärfe verlierender Fokus oder Pixelausfälle am Detektor. Solche im Wachsen begriffene Defekte bleiben oft lange unbemerkt. Doch eines ist definitiv der Fall: sie haben Auswirkungen auf die Surface Quality Map. Diese spiegelt selbst die kleinsten Veränderungen der Hardware wider. Es geht also darum, die Surface Quality Maps der vielen Scans, die während der Produktion erstellt werden, fortwährend auszuwerten, um so den aktuellen Zustand der Anlage im Auge zu behalten. Dafür bemühen die CT-Experten die Statistik. Die Methode der Earth Mover’s Distance (EMD) bietet sich dafür an. Die Bezeichnung EMD ist seit Mitte der 90er Jahre gebräuchlich. Eine frühe Anwendung mit Parallelitäten zur CT ist der Ende der 80er Jahre vorgenommene Vergleich zweier monochromer Bilder hinsichtlich ihrer Qualität. Nachweisen lässt sich die Effektivität der Methode in der CT etwa bei Ringartefakten. Diese haben kaum Auswirkungen auf Messergebnisse, fallen also bei der herkömmlichen Messwertmethode gar nicht auf. In den statistischen Auswertungen sind ihre Einflüsse dagegen deutlich sichtbar. „Unser Ziel ist es“, resümiert Sven Gondrom-Linke, „Tools zur Verfügung zu stellen, welche die Surface Quality Map für die Messtechnik und Anlagen-Zustandsüberwachung nutzen, um beides zu verbessern. Das Prinzip ist nach den erfolgten Untersuchungen klar. Unsere Entwicklungsarbeit konzentriert sich im Moment auf eine schnellere Berechnung speziell für Inline- oder Atline-Anwendungen.“
